基于V4L2的视频驱动开发.doc

"基于V4L2的视频驱动开发" 基于V4L2的视频驱动开发是指使用V4L2（Video for Linux 2）框架来开发视频驱动程序的过程。V4L2是一个Linux操作系统下的视频驱动框架，提供了一套通用的视频驱动接口，允许开发者快速地开发出符合V4L2规范的视频驱动程序。 在基于V4L2的视频驱动开发中，需要了解以下几个知识点： 1. 摄像头方面的知识：需要了解摄像头的特性，包括访问控制方法、各种参数的配置方法、信号输出类型等。 2. Camera 解码器、控制器：如果摄像头是模拟量输出的，需要熟悉解码器的配置。最后数字视频信号进入camera控制器后，还需要熟悉camera控制器的操作。 3. V4L2 的API和数据结构：编写驱动前需要熟悉应用程序访问V4L2的方法及设计到的数据结构。 4. V4L2 的驱动架构：最终编写出符合V4L2规范的视频驱动程序。 本文介绍基于S3C2440硬件平台的V4L2视频驱动开发。摄像头采用OmniVision公司的OV9650和OV9655。主要包含以下几个方面的内容： 视频驱动的整体框架： * 3C2440 camera控制器+ov9650（ov9655） * V4L2 API 及数据结构 * V4L2 驱动架构 * ov9650（ov9655）+s3c2440+V4L2 实例 S3C2440 camera控制器： * 支持ITU-R BT601/656格式的数字图像输入 * 支持2个通道的DMA，Preview通道和Codec通道 * Preview通道可以将YCbCr4:2:2格式的图像转换为RGB（16bit或24bit）格式的数据，并存放于为Preview DMA分配的内存中，最大分辨率为640*480 * Codec通道可以输出YCbCr4:2:0或YCbCr4:2:2格式到为Codec DMA分配的内存中，最大分辨率为4096*4096 S3C2440 camera控制器还支持乒乓存储，为了防止采集和输出之间的冲突，采用了乒乓存储方式。每次采集一帧后，自动转到下一个存储区。如果你因为内存空间不足，不想使用此功能的话，可以将四个区域设置到同一块空间。 在做图像处理时，需要关注到最后存储区中的图像格式，如codec通道硬件自动把Y、Cb、Cr分离存储。 S3C2440 camera控制器的Last IRQ功能的使用，也是需要掌握的。如果处理不好，输出的图像效果会受影响。控制器会在每个VSYNC下降沿判断ImgCptEn信号等命令。如果在下降沿发现ImgCptEn信号有效，则产生IRQ中断。然后才开始一帧图像的真正采集。而如果在VSYNC下降沿判断到ImgCptEn为低电平且之前LastIRQEn没有使能，则不会产生任何中断，且不会再进行下一帧的采集。 ov9650（ov9655）设置方法： * OV9650是OmniVision公司的COMS摄像头，130万像素，支持SXVGA、VGA、QVGA、CIF等图像输出格式 * 最大速率在SXVGA时为15fps，在VGA时为30fps OV9650摄像头时序如下图： 上图中D[9:2]等信号线的作用是将OV9650摄像头的输出信号转换为S3C2440 camera控制器可以识别的信号格式。 在基于V4L2的视频驱动开发中，还需要注意Camera控制器时钟设置。ov9650需要Camera控制器为其提供时钟。提供给外部摄像头的时钟是由UPLL输出时钟分频得到的。而CAMIF的时钟是由HCLK提供的。本例中，提供给OV9650的时钟为24M。