瑞芯微(EASY EAI)RV1126B MIPI-CSI摄像头

1. MIPI摄像头简介

1.1 MIPI CSI2接口简介

MIPI (Mobile Industry Processor Interface)：ARM, Nokia, ST ,TI等公司在2003年成立的一个联盟所定的接口。目的是把手机等移动设备内部的接口如：摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化，从而减少手机等移动设备设计的复杂程度和增加设计灵活性。

工作组(Work Group)：MIPI联盟下有许多的工作组，不同的工作组负责定义对应设备的标准。其中包括有：Camera工作组、Display工作组、高速多端链接工作组等十几个工作组。

MIPI CSI-2接口是由MIPI联盟下的Camera工作组指定的CSI(Camera Serial Interface)的第2版接口标准。硬件层面：最大支持4个虚拟通道（Lane）传输数据，1个Lane在硬件上体现就是一对差分信号线(见下方原理图)，每个Lane的最大通讯速率为2.0Gbps。软件层面：MIPI CSI-2协议栈主要由应用层、协议层、物理层组成，其中协议层又可以分为：像素/字节组包/解包层、底层协议层、通道管理层。

1.2 硬件接口资源介绍

EASY EAI Nano-TB开发板具有2路MIPI CSI-2接口。每路引出了4个Lane。位置定义如下所示。

EASY EAI Nano-TB默认搭配IMX415单目摄像头。同时配有一根0.5mm间距的40pin FPC反向线。

反向线：两端的蓝色标识不在同一侧面。

同向线：两端的蓝色标识处于同一侧面。

1.3 接线说明

* 接线必须在断电时进行操作。

* 采用反向线连接IMX415摄像头与Cmaera1接口。（注意：用错线会烧坏摄像头或者核心板，因此在接线时务必要小心。）

* 接线端子卡扣与FPC线的蓝色塑料标识必须位于同一侧。如下图所示。

1.4 查看设备情况

可以通过dmesg命令，检查MIPI-CSI2接口模块是否正常工作。

dmesg | grep "csi2-.phy"

摄像头正常挂载的情况如下所示。可以看到：

在dphy0接口上有一个sensor型号为：imx415的摄像头，MIPI-CSI2地址为：1-0036；

在dphy3接口上有一个sensor型号为：imx415的摄像头，MIPI-CSI2地址为：4-0036。

当没能出现目标camera节点时，就需要检查FPC排线是否正常连接，请检查排线的连接是否与“1.3接线说明”一致。

1.5 寻找可用的设备节点

rockchip平台，一个MIPI-CSI接口会对应20多个video节点(设备树定了就会生成这么多个)，如下图所示。

注意：CSI0并不一定是对应着video0~24，这个要根据设备树的实际情况对应生成。

而且MIPI-CSI camera对应的节点，会在修改内核设备树的时候固定下来（即：内核配好了MIPI-CSI Camera个数，无论MIPI-CSI摄像头是否有接上，它的video节点情况都是不会根据MIPI-CSI Camera的接入情况而【动态】改变）。

因此，用户需要找到这些节点所对应的描述信息是什么。Linux的v4l2框架会把这些节点的描述信息统一放在/sys/class/video4linux/目录下，如下图所示。

随便进入一个描述，如video22。

通过cat命令，可以用查看这个name的内容是什么。rockchip芯片定义：如果这个name是mainpath或者selfpath。则这个“video22”就是可用节点。

在终端任意目录执行下面这条命令，可以快速扫描所有的节点的“name”描述。

grep "mainpath" /sys/class/video4linux/video*/name

因此，/dev/video22和/dev/video23都是MIPI-CSI0的可用节点。

2. 快速上手

2.1 开发环境准备

如果您初次阅读此文档，请阅读《入门指南/开发环境准备/Easy-Eai编译环境准备与更新》，并按照其相关的操作，进行编译环境的部署。

在PC端Ubuntu系统中执行run脚本，进入EASY-EAI编译环境，具体如下所示。

cd ~/develop_environment
 ./run.sh 

2.2 源码下载以及例程编译

首先，在虚拟机后台终端，执行以下命令，创建外设单例源码管理目录：

cd /opt 
mkdir -p EASY-EAI-Nano-TB/demo 

首先，到【百度网盘】上下载相关的单例程序：

链接：https://pan.baidu.com/s/1Br608Hiff2Xs65PzWO_qWQ?pwd=1234

提取码：1234

比如把单例程序下载到：此电脑\D:\BaiduNetdisk (无规定，用户可自主选择)，如下图所示。

再将下载好的单例复制进入虚拟机的文件系统，过程如下图所示。

最后，进入到对应的例程目录执行编译操作，具体命令如下所示：

cd EASY-EAI-Nano-TB/demo/02_camera 
./build.sh 

注：
* 由于依赖库部署在板卡上，因此交叉编译过程中必须保持/mnt挂载。

2.3 例程运行

通过串口调试或ssh调试，进入板卡后台，定位到例程部署的位置，如下所示：

cd /userdata

运行例程命令如下所示：

./test-mipiCam 22

2.4 运行效果

执行效果如下所示。

例程运行完之后，会在/tmp目录下得到一张photo图片。回到虚拟机里，新开一个终端窗口，通过scp命令把图片拷回来：

然后把photo用mplayer命令播放出来，如下所示。

mplayer -demuxer rawvideo -rawvideo w=1920:h=1080:format=bgr24 photo -loop 0

例程默认分辨率为1920x1080，故w和h的参数对应填入1920和1080。当出现图片异常时，说明分辨率等不太对应于手头的摄像头，所以需要调整mipicamera_init()的分辨率，例如1280x720。命令执行如下所示。

3. MIPI摄像头测试案例

示例代码路径为：02_camera/test-mipiCam/main.c。MIPI Camera API的测试案例代码逻辑流程如下所示：

3.1 源码说明

int main(int argc, char **argv)
{
	int ret = 0;
    if(1 == argc){
        printf("\nerr: Missing parameter!\n");
        printf("================= [usage] ==================\n");
        printf("example:\n");
        printf("\t%s <22/30>\n", argv[0]);
        printf("--------------------------------------------\n");
        return 0;
    }
    
	char *pbuf = NULL;
	int skip = 0;
	FILE *fp = NULL;
    
    int cameraIndex = atoi(argv[1]); //通常是video22
    ret = mipicamera_init(cameraIndex, CAMERA_WIDTH, CAMERA_HEIGHT, 0);
    if (ret) {
        printf("error: %s, %d\n", __func__, __LINE__);
        goto exit3;
    }
    
    pbuf = (char *)malloc(IMAGE_SIZE);
    if (!pbuf) {
        printf("error: %s, %d\n", __func__, __LINE__);
        ret = -1;
        goto exit2;
    }
    
    //跳过前10帧
    skip = 10;
    while(skip--) {
        ret = mipicamera_getframe(cameraIndex, pbuf);
        if (ret) {
            printf("error: %s, %d\n", __func__, __LINE__);
            goto exit1;
        }
    }

    /* tips: 可以在Ubuntu下用mplayer播放录制图像
     *	mplayer -demuxer rawvideo -rawvideo w=1920:h=1080:format=bgr24 photo -loop 0
    */
    fp = fopen("/tmp/photo", "w");
    if (!fp) {
        printf("error: %s, %d\n", __func__, __LINE__);
        ret = -1;
        goto exit2;
    }
    fwrite(pbuf, 1, IMAGE_SIZE, fp);
    fclose(fp);

exit1:
    free(pbuf);
    pbuf = NULL;
    
exit2:
    mipicamera_exit(cameraIndex);
    
exit3:
    return ret;
}

其中mipicamera_init()，mipicamera_getframe()，mipicamera_exit()是对v4l2接口调用的易用化封装。具体实现于02_camera/commonApi/mipi_camera.c。