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高通Camera 驅動除錯要點(一)

本文主要介紹QCOM camera除錯的重要引數;


(1)Lane_assign 和lane_mask 

  現在攝像頭基本都是mipi介面型別,因為前後攝都對應到平臺這邊不同的mipi介面,相應的資料lane需要一一對應;

  lane assign:

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  lane_mask:

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比如:

 

101       <LaneMask>0x1F</LaneMask>                                                                                                                    
102       <LaneAssign>0x4320</LaneAssign>
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  0x1F:只有0~4表示有效,對應bit位置為1表示該位的lane或者clock有效,0x1F即表示該mipi介面上的4條data線和clk線都有效; 
  0x4320:表示sensor這邊幾條data線對應到平臺這邊mipi介面的第幾路介面埠對映;bit0~3表示lane0對應平臺這邊mipi的第0介面,bit12~15表示lane 3對應平臺這邊mipi的第4介面,那第1個介面就是為時鐘clk對接的;


(2)combo_mode 

  如該平臺這邊只有一個mipi phy裝置,有時候就需要前後攝共用這個phy,此時combo_mode就要設為1,或者在雙攝的情況下:主副攝會與前攝共用,這個值也會設為1,下面是兩個camera分配情況:

è¿éåå¾çæè¿°

  比如只有一個PHY interface 的msm8909平臺就可以這樣配置:

//前攝配置

151 static struct csi_lane_params_t csi_lane_params = {
152   .csi_lane_assign = 0x004,
153   .csi_lane_mask = 0x18,
154   .csi_if = 1, // not used
155   .csid_core = {0},
156   .csi_phy_sel = 0,
157 };

432   .csiphy_params = {
433     .lane_cnt = 1,
434     .settle_cnt = 0x1b,//0x1b,                                                                                                                                     
436     .combo_mode = 1,
438   },

//後攝配置

198 static struct csi_lane_params_t csi_lane_params = {
199   .csi_lane_assign = 0x4320,
200   .csi_lane_mask = 0x7,
201   .csi_if = 1, // not used
202   .csid_core = {0},
203   .csi_phy_sel = 0,
204 };

334   .csiphy_params = {
335     .lane_cnt = 2,                                                                                                                                  
336     .settle_cnt = 0x18,
338     .combo_mode = 1,
340   },
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(3)pixel_clk 

  畫素時鐘(pixel clk): 是經過主時鐘MCLK(EXTCLK) 經過PLL得到的,決定了該sensor突出資料的速度;相關PLL設定需要檢視sensor 暫存器的data sheet,以s5k2ya為例:

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  如下為一個sensor的clk相關的配置:

static struct sensor_lib_out_info_t sensor_out_info[] = {
{
/* full size @ 24 fps*/
.x_output = 4208, 
.y_output = 3120,
.line_length_pclk = 4572,
.frame_length_lines = 3142,
.vt_pixel_clk = 360000000,
.op_pixel_clk = 360000000,
.binning_factor = 1,
.max_fps = 24.01,
.min_fps = 7.5,
.mode = SENSOR_DEFAULT_MODE,
},
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  vt_pixel_clk(video timing clk value) – Virtual clock value used for calculating shutter time,and used by AEC for correcting banding artifacts 
vt_pixel_clk = line_length_pclk * frame_length_lines * frame rate

  平臺根據寫入不同的曝光行來控制幀率,比如在暗處希望犧牲一點幀率,讓Gain值更高,就用這個公式來計算,最後計算的 frame_length_lines 寫入相應暫存器;

  注意一點的是不同的平臺需要一個最小的blanking time,所以frame_length_lines是要大於真是有效資料行y_output,而且差值一般16對齊;

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  op_pixel_clk – Represents how much data comes out of the camera over MIPI lanes to set the VFE clock op_pixel_clk = (total data rate from sensor)/bits-per-pixel

if the MIPI DDR clock value (speed of the clock lane of the MIPI camera 
sensor) is 300 MHz, and the sensor transmits on 4 lanes, each lane has a 600 MHz data rate.Thus, the total data rate is 2400 MHz. For 10 bits per pixel Bayer data, this translates to the op_pixel_clk value of 2400/10 = 240 MHz. These values must be filled in accordance with the sensor specifications.

  這個時鐘決定了sensor mipi data lane 吐出資料的頻寬;不同的平臺的處理能力不一樣,所以這個值不能超過平臺規範定義的值;

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(4)settle_cnt 


  settle_cnt(即穩定計數)–表示mipi開始切換到高速模式的一個穩定時間,必須根據感測器輸出特性配置該值,以確保感測器的 PHY 傳送器與 MSM 的 PHY 接收器無障礙同步;

  settle_cnt – For CSI_Tx (the sensor) and CRI_Rx (the device) to work properly, a period for syncing between them is required. This time is set here as number of timer clock ticks. It has to be between the MIN and MAX values calculated by the formulas:

MIN [Settle count * T(Timer clock)] > T(HS_SETTLE)_MIN
MAX [Settle count * T(Timer clock)] < T(HS-PREPARE)+T(HS_ZERO) - 4*T(Timer clock)
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  settle_cnt(即穩定計數)– 必須根據sensor感測器輸出特性配置該值,以確保感測器的 PHY 傳送器與 MSM 的 PHY 接收器無障礙同步;對於 28 nm 以及更小的 MSM 晶片,使用以下公式計算穩定計數:

settle_cnt = T(HS_SETTLE)_avg /T(TIMER_CLK),
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  其中 T(HS_SETTLE)_avg = (T(HS_SETTLE)_min + T(HS_SETTLE)_max) / 2,如感測器資料表所指示:

  其中 T(HS_SETTLE)_avg = (T(HS_SETTLE)_min + T(HS_SETTLE)_max) / 2,如感測器資料表所指示。

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  TIMER_CLK 指攝像頭感測器所連線的 PHY 介面的工作頻率。(例如,PHY0 的CAMSS_PHY0_CSI0PHYTIMER_CLK)。該值在 kernel/arch/arm/boot/dts/msm/ 
msmXXXX-camera.dtsi 檔案中設定,其中 XXXX 指正在使用 MSM 晶片組。另 
外,也可在攝像頭資料流傳輸期間確認,方法是通過 adb shell 檢查相應的時鐘信 
息。例如,可通過命令提示視窗發出以下命令以確認 PHY0 定時器時鐘值:

adb root
adb remount
adb shell
cd /sys/kernel/debug/clk/gcc_camss_csi0phytimer_clk
cat measure
200000146
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  對於 45 nm MSM 晶片,使用與 28 nm MSM 晶片相似的公式,其中的 T(TIMER_CLK)替換為 T(DDR_CLK)。

  – DDR_CLK 指攝像頭感測器的 MIPI CLK 通道的工作頻率,該值由通過感測器攝像頭驅動程式設定的攝像頭感測器 PLL 配置確定。 
  – T(DDR_CLK) 為工作頻率等於 DDR_CLK 時的時鐘週期持續時間,以納秒為單位表示。例如,DDR_CLK 200 MHz 的 T(DDR_CLK) 為 (1 * (10^9)) / (200 * (10^6)) =5 ns。

  有關 T(HS_SETTLE) 的定義,可參見針對 D-PHY(版本 1.1)的 MIPI(R)聯盟規範。為了防止上述係數在感測器工作時所處的不同資料流傳輸模式間發生變化,必須為攝像頭感測器驅動程式中每個唯一的資料流傳輸模式單獨配置 settle_cnt。


(5)Binning Mode 


  Camera Binning Mode:畫素合併模式,將相鄰的畫素單元電荷通過物理的方法疊加在一起作為一個畫素輸出訊號;

 935         .binning_factor = 1,                                                                                                                      
 936         .binning_method = 0,
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  水平方向Binning: 同列相鄰行的電荷疊加; 
  垂直方向Binning: 同行相鄰列的電荷疊加;

  Binning Mode 優勢:增加感光面積,提高暗處對光感應的靈敏度;應用:增加物理感光畫素單元,採用畫素合併模式,提升暗處對光感應的靈敏度; 
  Binning Mode 劣勢:降低輸出解析度;

額外補充:

  sensor 開窗的不同模式:ROI, BIN,SKIP;

ROI :Region of interes在相機感測器分辨範圍內定義一個或多個感興趣的視窗區域,僅對這些視窗內的影象資訊進行讀出,只獲取該區域性區域的影象;
BIN :這種模式就是按照一定的規律,把想要的資料採集上來,把其餘的資料扔掉;
SKIP:就是把相鄰的畫素合成一個畫素,然後再輸出。

(6)I2C CLK 


  The available I2C frequency modes are defined in kernel/include/media/msm_cam_sensor.h:standard (100 kHz), fast (400 kHz), and Custom mode.

enum i2c_freq_mode_t {
I2C_STANDARD_MODE,
I2C_FAST_MODE,
I2C_CUSTOM_MODE,
I2C_MAX_MODES,
};
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  高通平臺上兩條Camera I2C裝置匯流排是專門為Camera用的,配置不同的i2c頻率的引數值定義在dtsi裡面;

479 &i2c_freq_100Khz {
480     qcom,hw-thigh = <78>;
481     qcom,hw-tlow = <114>;
482     qcom,hw-tsu-sto = <28>;
483     qcom,hw-tsu-sta = <28>;
484     qcom,hw-thd-dat = <10>;
485     qcom,hw-thd-sta = <77>;
486     qcom,hw-tbuf = <118>;
487     qcom,hw-scl-stretch-en = <0>;
488     qcom,hw-trdhld = <6>;
489     qcom,hw-tsp = <1>;
490 };

CCI clock = (src clock) / (hw_thigh + hw_tlow)  //src clock 19.2MHZ
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解釋如下:

qcom,hw-thigh : should contain high period of the SCL clock in terms of CCI 
clock cycle
qcom,hw-tlow : should contain high period of the SCL clock in terms of CCI 
clock cycle
qcom,hw-tsu-sto : should contain setup time for STOP condition
qcom,hw-tsu-sta : should contain setup time for Repeated START condition
qcom,hw-thd-dat : should contain hold time for the data
qcom,hw-thd-sta : should contain hold time for START condition
qcom,hw-tbuf : should contain free time between a STOP and a START condition
qcom,hw-scl-stretch-en : should contain enable or disable clock stretching
qcom,hw-trdhld : should contain internal hold time for SDA
qcom,hw-tsp : should contain filtering of glitches
i2c burst mode:

TODO