RK3588-Camera:MIPI-CSI调试之通路解析
电子说
描述
一、简介
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本文介绍RK3588平台的Camera:MIPI-CSI调试之通路解析
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MIPI联盟，即移动产业处理器接口（Mobile Industry Processor Interface 简称MIPI）联盟。MIPI（移动产业处理器接口）是 MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准和一个规范。
目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化，从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。
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CSI & DSI
• CSI ( Camera Serial Interface )：摄像头接口
• DSI ( Display Serial Interface )：显示接口
二、 名词解释：
- ISP ( Image Signal Processor )： 即图像信号处理模块， 主要作用是对前端图像传感器输出的信号做后期处理，依赖于 ISP 才能在不同的光学条件下都能较好的还原现场细节。
- VICAP（ Video capture ）：视频捕获单元
三、RK3588 的camera通路:
多sensor支持：
- 单路硬件isp最多支持4路复用，isp复用情况支持分辨率如下：
- 2路复用：最大分辨率3840x2160，dts对应配置2路rkisp_vir设备。
- 3路或4路复用：最大分辨率2560x1536，dts对应配置3或4路rkisp_vir设备。
- 硬件支持最多采集7路sensor：6mipi + 1dvp，多sensor软件通路如下：
下图是RK3588 camera连接链路示意图，可以支持7路camera。
四、 链路解析：
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图中：mipi camera2---> csi2_dphy1 ---> mipi2_csi2 ---> rkcif_mipi_lvds2--->rkcif_mipi_lvds2_sditf --->rkisp0_vir2
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对应节点：imx415 ---> csi2_dphy0 ---> mipi2_csi2 ---> rkcif_mipi_lvds2--->rkcif_mipi_lvds2_sditf --->rkisp0_vir2
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链接关系：sensor---> csi2 dphy---->mipi csi host--->vicap
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实线链路解析： Camera sensor ---> dphy ---> 通过mipi_csi2模块解析mipi协议---> vicap ( rkcif节点代表vicap )
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虚线链路解析：vicap ---> rkcif_mipi_lvds2_sditf ---> isp
每个vicap节点与isp的链接关系，通过对应虚拟出的XXX_sditf来指明链接关系。
五、RK3588硬件通路框图
- rk3588支持2个isp硬件，每个isp设备可虚拟出多个虚拟节点，软件上通过回读的方式，依次从ddr读取每一路的图像数据进isp处理。对于多摄方案，建议将数据流平均分配到两个isp上。
- 回读：指数据经过vicap采集到ddr，应用获取到数据后，将buffer地址推送给isp，isp再从ddr获取图像数据。
六、详细解析：
- imx415 : Camera sensor
- csi2_dphy0 ： rk3588支持2个dphy硬件，这里我们称之为dphy0_hw/dphy1_hw ，，两个dphy硬件都可以工作在full mode 和split mode两种模式下。
当使用dphy0_hw:
- full mode：节点名称使用csi2_dphy0，最多支持4 lane。
当dphy0_hw使用full mode时，链路需要按照csi2_dphy1这条链路来配置，但是节点名称csi2_dphy1需要修改为csi2_dphy0，软件上是通过phy的序号来区分phy使用的模式。 - split mode：拆分成2个phy使用，分别为csi2_dphy1（使用0/1 lane）、csi2_dphy2(使用2/3 lane)，每个phy最多支持2 lane。
当使用dphy1_hw:
- full mode：节点名称使用csi2_dphy3，最多支持4 lane。
当dphy1_hw使用full mode时，链路需要按照csi2_dphy4这条链路来配置，但是节点名称csi2_dphy4需要修改为csi2_dphy3，软件上是通过phy的序号来区分phy使用的模式。 - split mode：拆分成2个phy使用，分别为csi2_dphy4（使用0/1 lane）、csi2_dphy5(使用2/3 lane)，每个phy最多支持2 lane。
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dcphy：
rk3588支持两个dcphy，节点名称分别为csi2_dcphy0/csi2_dcphy1。每个dcphy硬件支持RX/TX同时使用，对于camera输入使用的是RX。支持DPHY/CPHY协议复用；需要注意的是同一个dcphy的TX/RX只能同时使用DPHY或同时使用CPHY。其他dcphy参数请查阅rk3588数据手册。 -
使用上述mipi phy节点，需要把对应的物理节点配置上。
（csi2_dcphy0_hw/csi2_dcphy1_hw/csi2_dphy0_hw/csi2_dphy1_hw） -
每个mipi phy都需要一个csi2模块来解析mipi协议，节点名称分别为mipi0_csi2~mipi5_csi2。
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rk3588所有camera数据都需要通过vicap，再链接到isp。rk3588仅支持一个vicap硬件，这个vicap支持同时输入6路mipi phy，及一路dvp数据，所以我们将vicap分化成rkcif_mipi_lvds~rkcif_mipi_lvds5、rkcif_dvp等7个节点，各个节点的绑定关系需要严格按照框图的节点序号配置。
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每个vicap节点与isp的链接关系，通过对应虚拟出的XXX_sditf来指明链接关系。
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rk3588支持2个isp硬件，每个isp设备可虚拟出多个虚拟节点，软件上通过回读的方式，依次从ddr读取每一路的图像数据进isp处理。对于多摄方案，建议将数据流平均分配到两个isp上。
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直通与回读模式：
•直通：指数据经过vicap采集，直接发送给isp处理，不存储到ddr。需要注意的是hdr直通时，只有短帧是真正的直通，长帧需要存在ddr，isp再从ddr读取。•回读：指数据经过vicap采集到ddr，应用获取到数据后，将buffer地址推送给isp，isp再从ddr获取图像数据。
•在dts配置时，一个isp硬件，如果只配置一个虚拟节点，默认使用直通模式，如果配置了多个虚拟节点默认使用回读模式。
七、单路Camera的dts配置说明：( 以imx415摄像头为例 )
- 案例场景：这里使用的是csi2_dphy0的单路camera配置：
- 链路配置： imx415 —> csi2_dphy0 —> mipi2_csi2 —> rkcif_mipi_lvds2—>rkcif_mipi_lvds2_sditf —>rkisp0_vir2
&i2c3 {
status = "okay";
imx415: imx415@1a {
status = "okay";
compatible = "sony,imx415";
reg = < 0x1a >;
clocks = < &cru CLK_MIPI_CAMARAOUT_M3 >;
clock-names = "xvclk";
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = < &mipim0_camera3_clk >;
power-domains = < &power RK3588_PD_VI >;
pwdn-gpios = < &gpio1 RK_PB0 GPIO_ACTIVE_HIGH >;
reset-gpios = < &gpio4 RK_PA0 GPIO_ACTIVE_LOW >;
rockchip,camera-module-index = < 0 >;
rockchip,camera-module-facing = "back";
rockchip,camera-module-name = "CMK-OT2022-PX1";
rockchip,camera-module-lens-name = "IR0147-50IRC-8M-F20";
port {
imx415_out0: endpoint {
remote-endpoint = < &mipidphy0_in_ucam0 >;
data-lanes = < 1 2 3 4 >;
};
};
};
camera_imx219: camera-imx219@10 {
status = "disabled";
compatible = "sony,imx219";
reg = < 0x10 >;
clocks = < &clk_cam_24m >;
clock-names = "xvclk";
rockchip,camera-module-index = < 0 >;
rockchip,camera-module-facing = "back";
rockchip,camera-module-name = "rpi-camera-v2";
rockchip,camera-module-lens-name = "default";
port {
imx219_out0: endpoint {
remote-endpoint = < &mipidphy0_in_ucam1 >;
data-lanes = < 1 2 >;
};
};
};
};
&csi2_dphy0_hw {
status = "okay";
};
&csi2_dphy0 {
status = "okay";
ports {
#address-cells = < 1 >;
#size-cells = < 0 >;
port@0 {
reg = < 0 >;
#address-cells = < 1 >;
#size-cells = < 0 >;
mipidphy0_in_ucam0: endpoint@1 {
reg = < 1 >;
remote-endpoint = < &imx415_out0 >;
data-lanes = < 1 2 3 4 >;
};
mipidphy0_in_ucam1: endpoint@2 {
reg = < 2 >;
remote-endpoint = < &imx219_out0 >;
data-lanes = < 1 2 >;
};
};
port@1 {
reg = < 1 >;
#address-cells = < 1 >;
#size-cells = < 0 >;
csidphy0_out: endpoint@0 {
reg = < 0 >;
remote-endpoint = < &mipi2_csi2_input >;
};
};
};
};
&mipi2_csi2 {
status = "okay";
ports {
#address-cells = < 1 >;
#size-cells = < 0 >;
port@0 {
reg = < 0 >;
#address-cells = < 1 >;
#size-cells = < 0 >;
mipi2_csi2_input: endpoint@1 {
reg = < 1 >;
remote-endpoint = < &csidphy0_out >;
};
};
port@1 {
reg = < 1 >;
#address-cells = < 1 >;
#size-cells = < 0 >;
mipi2_csi2_output: endpoint@0 {
reg = < 0 >;
remote-endpoint = < &cif_mipi2_in0 >;
};
};
};
};
&rkcif {
status = "okay";
};
&rkcif_mipi_lvds2 {
status = "okay";
port {
cif_mipi2_in0: endpoint {
remote-endpoint = < &mipi2_csi2_output >;
};
};
};
&rkcif_mipi_lvds2_sditf {
status = "okay";
port {
mipi_lvds2_sditf: endpoint {
remote-endpoint = < &isp0_vir0 >;
};
};
};
&rkcif_mmu {
status = "okay";
};
&rkisp0 {
status = "okay";
};
&isp0_mmu {
status = "okay";
};
&rkisp0_vir0 {
status = "okay";
port {
#address-cells = < 1 >;
#size-cells = < 0 >;
isp0_vir0: endpoint@0 {
reg = < 0 >;
remote-endpoint = < &mipi_lvds2_sditf >;
};
};
};
&pinctrl {
camera {
cam_pwdn_gpio: cam-pwdn-gpio {
rockchip,pins = < 1 RK_PB0 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_up >;
};
};
};