OMAP 3 图像信号处理器 (ISP) 驱动

V4L2 驱动框架概览

OMAP 3 图像信号处理器 (ISP) 驱动

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OMAP 3 图像信号处理器 (ISP) 驱动Copyright (C) 2010 Nokia Corporation
Copyright (C) 2009 Texas Instruments, Inc.联系人: Laurent Pinchart <laurent.pinchart@ideasonboard.com>Sakari Ailus <sakari.ailus@iki.fi>David Cohen <dacohen@gmail.com>介绍
===本文档介绍了由 drivers/media/video/omap3isp 加载的德州仪器
（TI）OMAP 3 图像信号处理器 (ISP) 驱动。原始驱动由德州仪器（TI）
编写，但此后由诺基亚重写了两次。驱动已在以下 OMAP 3 系列的芯片中成功使用：343035303630驱动实现了 V4L2、媒体控制器和 v4l2_subdev 接口。支持内核中使用
v4l2_subdev 接口的传感器、镜头和闪光灯驱动。拆分为子设备
==========OMAP 3 ISP 被拆分为 V4L2 子设备，ISP中的每个模块都由一个子设备
来表示。每个子设备向用户空间提供一个 V4L2 子设备接口。OMAP3 ISP CCP2OMAP3 ISP CSI2aOMAP3 ISP CCDCOMAP3 ISP previewOMAP3 ISP resizerOMAP3 ISP AEWBOMAP3 ISP AFOMAP3 ISP histogramISP 中每个可能的连接都通过一个链接嵌入到媒体控制器接口中。详见例程 [2]。控制 OMAP 3 ISP
==============通常，对 OMAP 3 ISP 的配置会在下一帧起始时生效。在传感器垂直消隐期间，
模块变为空闲时完成配置。在内存到内存的操作中，视频管道一次处理一帧。
应用配置应在帧间完成。ISP 中的所有模块，除 CSI-2 和 （可能存在的）CCP2 接收器外，都必须
接收完整的帧数据。因此，传感器必须保证从不发送部分帧数据给ISP。Autoidle（自动空闲）功能至少在 3430 的 ISP 模块中确实存在一些问题。
当 omap3isp 模块参数 autoidle 非零时，autoidle（自动空闲）功能
仅在 3630 中启用了。事件机制
======OMAP 3 ISP 驱动在 CCDC 和统计（AEWB、AF 和 直方图）子设备中支持
V4L2 事件机制接口。CCDC 子设备通过 HS_VS 中断，处理 V4L2_EVENT_FRAME_SYNC 类型
事件，用于告知帧起始。早期版本的驱动则使用 V4L2_EVENT_OMAP3ISP_HS_VS。
当在 CCDC 模块中接收到起始帧的第一行时，会准确地触发事件。这个事件
可以在 CCDC 子设备中“订阅”。（当使用并行接口时，必须注意正确地配置 VS 信号极性。而当使用串行接收时
这个会自动校正。）每个统计子设备都可以产生事件。每当一个统计缓冲区可由用户空间应用程序
通过 VIDIOC_OMAP3ISP_STAT_REQ IOCTL 操作获取时，就会产生一个
事件。当前存在以下事件：V4L2_EVENT_OMAP3ISP_AEWBV4L2_EVENT_OMAP3ISP_AFV4L2_EVENT_OMAP3ISP_HIST这些 ioctl 的事件数据类型为 struct omap3isp_stat_event_status
结构体。如果出现计算错误的统计，也同样会产生一个事件，但没有相关的统计
数据缓冲区。这种情况下 omap3isp_stat_event_status.buf_err 会被
设置为非零值。私有 IOCTL
==========OMAP 3 ISP 驱动支持标准的 V4L2 IOCTL 以及可能存在且实用的控制。但
ISP 提供的许多功能都不在标准 IOCTL 之列，例如 gamma（伽马）表和统计
数据采集配置等。通常，会有一个私有 ioctl 用于配置每个包含硬件依赖功能的模块。支持以下私有 IOCTL：VIDIOC_OMAP3ISP_CCDC_CFGVIDIOC_OMAP3ISP_PRV_CFGVIDIOC_OMAP3ISP_AEWB_CFGVIDIOC_OMAP3ISP_HIST_CFGVIDIOC_OMAP3ISP_AF_CFGVIDIOC_OMAP3ISP_STAT_REQVIDIOC_OMAP3ISP_STAT_EN在 include/linux/omap3isp.h 中描述了这些 ioctl 使用的参数结构体。
与特定 ISP 模块相关的 ISP 自身的详细功能在技术参考手册 (TRMs)中有
描述，详见文档结尾。虽然在不使用任何私有 IOCTL 的情况下使用 ISP 驱动是可能的，但这样无法
获得最佳的图像质量。AEWB、AF 和 直方图（译者注：一般用于自动曝光和增益
控制，以及图像均衡等）模块无法在未使用适当的私有 IOCTL 配置的情况下使用。CCDC 和 preview（预览）模块 IOCTL
===============================VIDIOC_OMAP3ISP_CCDC_CFG 和 VIDIOC_OMAP3ISP_PRV_CFG IOCTL
被分别用于配置、启用和禁用 CCDC 和 preview（预览）模块的功能。在它们
所控制的模块中，两个 IOCTL 控制多种功能。VIDIOC_OMAP3ISP_CCDC_CFG IOCTL
接受一个指向 omap3isp_ccdc_update_config 结构体的指针作为它的参数。
同样的，VIDIOC_OMAP3ISP_PRV_CFG 接受一个指向 omap3isp_prev_update_config
结构体的指针。以上两个结构体定义位于 [1]。这些结构体中的 update 域标识是否针对指定的功能更新配置，而 flag 域
则标识是启用还是禁用此功能。update 和 flag 位接受以下掩码值。CCDC 和 preview（预览）模块的
每个单独功能都与一个 flag 关联（禁用或启用；在结构体中 flag 域的
一部分）和一个指向功能配置数据的指针。对于 VIDIOC_OMAP3ISP_CCDC_CFG，下面列出了 update 和 flag 域
中的有效值。 这些值可能会在同一个 IOCTL 调用中配置多个功能。OMAP3ISP_CCDC_ALAWOMAP3ISP_CCDC_LPFOMAP3ISP_CCDC_BLCLAMPOMAP3ISP_CCDC_BCOMPOMAP3ISP_CCDC_FPCOMAP3ISP_CCDC_CULLOMAP3ISP_CCDC_CONFIG_LSCOMAP3ISP_CCDC_TBL_LSC针对 VIDIOC_OMAP3ISP_PRV_CFG 的相应值如下：OMAP3ISP_PREV_LUMAENHOMAP3ISP_PREV_INVALAWOMAP3ISP_PREV_HRZ_MEDOMAP3ISP_PREV_CFAOMAP3ISP_PREV_CHROMA_SUPPOMAP3ISP_PREV_WBOMAP3ISP_PREV_BLKADJOMAP3ISP_PREV_RGB2RGBOMAP3ISP_PREV_COLOR_CONVOMAP3ISP_PREV_YC_LIMITOMAP3ISP_PREV_DEFECT_COROMAP3ISP_PREV_GAMMABYPASSOMAP3ISP_PREV_DRK_FRM_CAPTUREOMAP3ISP_PREV_DRK_FRM_SUBTRACTOMAP3ISP_PREV_LENS_SHADINGOMAP3ISP_PREV_NFOMAP3ISP_PREV_GAMMA在启用某个功能的时候，相关的配置数据指针不可为 NULL。在禁用某个功能时，
配置数据指针会被忽略。统计模块 IOCTL
=============统计子设备相较于其他子设备提供了更多动态配置选项。在图像处理流水线处于
工作状态时，它们可以被启用、禁用和重配。统计模块总是从 CCDC 中获取输入的图像数据（由于直方图内存读取未实现）。
统计数据可由用户通过统计子设备节点使用私有 IOCTL 获取。AEWB、AF 和 直方图子设备提供的私有 IOCTL 极大程度上反应了 ISP 硬件
提供的寄存器级接口。有些方面纯粹和驱动程序的实现相关，这些将在下面讨论。VIDIOC_OMAP3ISP_STAT_EN
-----------------------这个私有 IOCTL 启用/禁用 一个统计模块。如果这个申请在视频流启动前完成，
它将在视频流水线开始工作时生效。如果视频流水线已经处于工作状态了，它将在
CCDC 变为空闲时生效。VIDIOC_OMAP3ISP_AEWB_CFG, VIDIOC_OMAP3ISP_HIST_CFG and VIDIOC_OMAP3ISP_AF_CFG
-----------------------------------------------------------------------------这些 IOCTL 用于配置模块。它们要求用户应用程序对硬件有深入的认识。对
大多数域的解释可以在 OMAP 的 TRM 中找到。以下两个域对于以上所有的
私有 IOCTL 配置都很常见，由于他们没有在 TRM 中提及，故需要对其有
更好的认识。omap3isp_[h3a_af/h3a_aewb/hist]_config.buf_size:模块在内部处理自身缓冲。对模块数据输出所必需的缓存大小依赖于已申请的配置。
虽然驱动支持在视频流工作时重新配置，但对于所需缓存量大于模块启用时内部
所分配数量的情况，则不支持重新配置。在这种情况下将返回 -EBUSY。为了避免
此类状况，无论是禁用/重配/启用模块，还是第一次配置时申请必须的缓存大小，
都应在模块禁用的情况下进行。内部缓冲分配的大小需综合考虑所申请配置的最小缓存量以及 buf_size 域中
所设的值。如果 buf_size 域在[minimum（最小值）, maximum（最大值）]
缓冲大小范围之外，则应该将其调整到其范围中。驱动则会选择最大值。正确的
buf_size 值将回写到用户应用程序中。omap3isp_[h3a_af/h3a_aewb/hist]_config.config_counter:由于配置并未在申请之后同步生效，驱动必须提供一个跟踪这类信息的方法，
以提供更准确的数据。在一个配置被申请之后，返回到用户空间应用程序的
config_counter 是一个与其配置相关的唯一值。当用户应用程序接收到
一个缓冲可用或一个新的缓冲申请事件时，这个 config_counter 用于
一个缓冲数据和一个配置的匹配。VIDIOC_OMAP3ISP_STAT_REQ
------------------------将内部缓冲队列中最早的数据发送到用户空间，然后丢弃此缓冲区。
omap3isp_stat_data.frame_number 域与视频缓冲的 field_count
域相匹配。技术参考手册 (TRMs) 和其他文档
==========================OMAP 3430 TRM:
<URL:http://focus.ti.com/pdfs/wtbu/OMAP34xx_ES3.1.x_PUBLIC_TRM_vZM.zip>
参考于 2011-03-05.OMAP 35xx TRM:
<URL:http://www.ti.com/litv/pdf/spruf98o> 参考于 2011-03-05.OMAP 3630 TRM:
<URL:http://focus.ti.com/pdfs/wtbu/OMAP36xx_ES1.x_PUBLIC_TRM_vQ.zip>
参考于 2011-03-05.DM 3730 TRM:
<URL:http://www.ti.com/litv/pdf/sprugn4h> 参考于 2011-03-06.参考资料
=======[1] include/linux/omap3isp.h[2] http://git.ideasonboard.org/?p=media-ctl.git;a=summary

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