【Camera專題】你應該瞭解的Camera HW-硬體知識
一.吐槽
作為一個雞凍工程師，呸，打錯了，是驅動工程師，最基本的硬體基礎知識你必須得懂吧。
舉個栗子【敲黑板，重點來了啊】
1.你要點亮Camera，你得知道你用的是什麼介面的，是MIPI的還是Parallel的？
2.資料傳輸有哪些方式？
3.Camera 的成像原理是什麼？
等等
說點題外話
1.作為一個小白，我為啥要寫一個專題嗎？
我想，
一來是記錄自己的成長過程吧，記錄看過的資料，做了什麼思考。
二來是激勵自己不斷前行吧。Just keep moving！
如果有天我不幸真的成為了Camera【磚家】，那麼這些就是我自學的成長曆程，也許對後人有一定的幫助；
如果我還一直是個鹹魚，那麼這個專題就是我努力而不得的見證。
我很喜歡的一句話： If you can’t fly, then run; if you can’t run, then walk; if you can’t walk, then crawl, but whatever you do, you have to keep moving forward.
我不知道30歲之後，我是否能立業，是否依舊迷茫！
總之，無論如何，我們每天都要向前走，即使這個步子很小，但至少我勇往直前了！
廢話少說，本篇文章知識點
二.知識點
1.Camera的成像原理
景物通過鏡頭（LENS）生成的光學影象投射到影象感測器(Sensor)表面上，然後轉為模擬的電訊號，經過 A/D（模數轉換）轉換後變為數字影象訊號，再送到數字訊號處理晶片（DSP）中加工處理，再通過 IO 介面傳輸到 CPU 中處理，通過 LCD 就可以看到影象了
影象感測器（SENSOR）是一種半導體晶片，其表面包含有幾十萬到幾百萬的光電二極體。光電二極體受到光照射時，就會產生電荷。
目前的 SENSOR 型別有兩種：
1.CCD（Charge Couple Device)，電荷耦合器件，它是目前高畫素類 sensor 中比較成熟的成像器件，是以一行為單位的電流訊號。
2.CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor），互補金氧半導體。CMOS的訊號是以點為單位的電荷訊號，更為敏感，速度也更快，更為省電
ISP 的效能是決定影像流暢的關鍵，JPEG encoder 的效能也是關鍵指標之一。而 JPEG encoder 又分為硬體 JPEG 壓縮方式，和軟體 RGB 壓縮方式。
DSP 控制晶片的作用是：將感光晶片獲取的資料及時快速地傳到 baseband 中並重新整理感光晶片，因此控制晶片的好壞，直接決定畫面品質（比如色彩飽和度、清晰度）與流暢度。
2.Image Sensor型別（Camera的資料格式）
a) YUV Sensor（低端貨）
YUV Sensor輸出的Data格式為YUV，影象的效果處理使用Sensor內部的ISP，BB端接收YUV格式的data後只進行格式的轉換，效果方面不進行處理，由於Sensor內部的ISP處理能力有限，且YUV Sensor的資料量比較大（YUV422的格式1個pixel2個byte），一般Size都比較小，常見的YUV sensor都是5M以下
b) Raw Sensor（稍微好一點的貨，優勢明顯）
Raw Sensor輸出的Data格式為Raw，影象的效果處理使用BB端的ISP，BB端接收Raw data後進行一系列的影象處理（OB，Shading，AWB，Gamma，EE，ANR等），效果方面由BB端控制，需要針對不同的模組進行效果除錯，Raw sensor是目前的主流，資料量比YUV Sensor小（RAW10 格式的sensor 1個pixel 10個bit）使用平臺ISP處理，能支援較大的size
3.硬體介面
簡單說來，Camera的介面分為並行和序列兩種方式，而目前MTK平臺主要支援的序列方式為mipi介面，
Parallel介面和mipi介面的介紹可以參考下圖
雖然硬體介面有Parallel介面和mipi介面，實際上MIPI是主流，基本已經看不到Parallel的身影了！ 後面我們會詳細講解MIPI介面的硬體原理圖！
4.常見基本概念
我們這的BB端-原本是是baseband基帶的意思，這裡理解成CPU即可
a) 三路電壓
camera包含的三路電壓為模擬電壓（VCAMA），數字電壓（VCAMD），IO口電壓（VCAMIO）
b) I2C訊號
BB與Sensor端通過I2C來通訊（讀寫暫存器），包括SCL（I2C Clock） SDA（I2C Data）訊號
c) mipi幾條lane
mipi data是成對的差分訊號，MIPI_RDN和MIPI_RDP，有幾對這樣的pin腳，則說明是幾條lane，同一顆sensor由於register setting不同，輸出的訊號有可能是2 lane或者4lane等
d) parallel高低八位
Parallel介面一般Data有10根pin，分別叫做Data0~Data9，Parallel sensor輸出的data訊號是8根pin時，這八根pin接到的是Data0~Data7還是Data2~Data9，需要配置正確，叫做接到高八位或者低八位，接錯了可能產生如下現象
f) MCLK
BB提供給Sensor的外部clock
g) PCLK
Parallel介面的Sensor輸出的clock，該clock變化一次，data更新一次
h) mipi 訊號
mipi訊號包括mipi clock和mipi data，該訊號是高速訊號，用來傳輸mipi資料包
5.硬體電路原理圖
（以最近做的TIMOVI_S9016為例子）
原理圖分析(引腳作用)
1.供電部分
camera包含的三路電壓為模擬電壓（VCAMA），數字電壓（VCAMD），IO口電壓（VCAMIO）
a) VCAMD 就是 DVDD 數字供電，主要給 ISP 供電
b) VCAM_IO 就是 VDDIO 數字 IO 電源主要給 I2C 部分供電；
c) VCAMA 就是 AVDD 模擬供電，主要給感光區和 ADC 部分供電；
d) VCAM_AF 是對 Camera 自動對焦馬達的供電
2.Sensor Input部分
a） Rest腳：用於復位和初始化
b） PDN腳：Camera工作狀態控制:1.normol work(工作) 2.standby(待機)
c）Mlck腳: 即MasterClock腳，由BB提供給Sensor的外部clock
3.I2C部分
BB與Sensor端通過I2C來通訊（讀寫暫存器），包括SCL（I2C Clock） SDA（I2C Data）訊號
4.MIPI部分
mipi訊號包括mipi clock和mipi data，該訊號是高速訊號，用來傳輸mipi資料包。
mipi data是成對的差分訊號，MIPI_RDN和MIPI_RDP，有幾對這樣的pin腳，則說明是幾條lane，同一顆sensor由於register setting不同，輸出的訊號有可能是2 lane或者4lane等。
1.MIPI_RDN0和MIPI_RDP0:用於資料傳輸
2.MIPI_RDN1和MIPI_RDP1:用於資料傳輸
因此是2lane的
另外
MIPI_RCN和MIPI_RCP：時鐘訊號
圖中漏標
圖中漏標了一個VIO18_PMU：用於拉高。
路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。
以上是我看資料過程中，覺得應該掌握的Camera硬體基礎知識！
參考文件
1.MTK 資料