android camera(二)：攝像頭工作原理、s5PV310 攝像頭介面（CAMIF）
一、攝像頭工作原理
上一篇我們講了攝像頭模組的組成，工作原理，做為一種瞭解。下面我們析攝像頭從暫存器角度是怎麼工作的。如何閱讀攝像頭規格書（針對驅動調節時用到關鍵引數，以GT2005為例）。
規格書，也就是一個器件所有的說明，精確到器件每一個細節，軟體關心的暫存器、硬體關心的電氣特性、封裝等等。單單驅動方面，我們只看對我們有用的方面就可以了，沒必要全部看完。主要這樣資料全都是鳥語（En）,全部看完一方面時間上會用的比較多，找到關鍵的地方就行了。
1、camera的總體示意圖如下：控制部分為攝像頭上電、IIC控制介面，資料輸出為攝像頭拍攝的圖傳到主控晶片，所有要有data、行場同步和時鐘號。GT2005/GT2015是CMOS介面的影象感測器晶片，可以感知外部的視覺訊號並將其轉換為數字訊號並輸出。
我們需要通過MCLK給攝像頭提供時鐘，RESET是復位線，PWDN在攝像頭工作時應該始終為低。PCLK是畫素時鐘，HREF是行參考訊號，VSYNC是場同步訊號。一旦給攝像頭提供了時鐘，並且復位攝像頭，攝像頭就開始工作了，通過HREF，VSYNC和PCLK同步傳輸數字影象訊號。 資料是通過D0~D7這八根資料線並行送出的。
（1）、Pixel Array
GT2005陣列大小為 1268 列、1248 行,有效畫素為 1616 列, 1216 行。也就是說攝像頭為1600X1200的時候，畫素點要多於這個，去除邊緣一部分，保證影象質量吧。
（2）、IIC 這個不用說了，攝像頭暫存器初始化的資料都從這裡傳輸的，所有的IIC器件都一樣的工作，來張圖吧，後面做詳細分析；
下面這一部分在除錯驅動的過程中比較重要了：
（3）、MCLK
電子元件工作都得要個時鐘吧，攝像頭要工作，這個就是我們所要的時鐘，在主控制晶片提供，這個時鐘一定要有，要不然攝像頭不會工作的。
（4）、上下電時序，這個要接規格書上來，注間PWDN、RESETB這兩個腳，不同的攝像頭不太一樣，這個圖是上電時序，上電時參考一下，知道在那裡看就行；
（5）PCLK \D1~D7
攝像頭得到的資料要傳出來吧，要有資料，當然資料出來要有時鐘和同步訊號了，看下它的時序，和LCD顯示的時序一樣，道理是一樣的：
（6）、主要的暫存器：解析度、YUV順序、X軸、Y軸鏡相、翻轉
以上工作完成後，也許還有一些問題，解析度太小； YUV順序不對影象不對； XY影象方向。這些工作完成後，如果還有什麼細節的問題，如果你想花時間，看規格書裡面的暫存器可以解決的，如果不想看，找模組廠的FAE，他們專業的，很快會幫你搞定。
（7）、攝像頭的硬體介面
二、S5pv310上Camera主控晶片上的硬體介面
１、CAMIF Camera Interface
先看一下攝像頭介面框圖：（這個看著有點抽像，我們放這裡，先了解一下，其實驅動中一般不會涉及到這裡，不過我們這裡分析了，就把這個帶出來了）
（1）、攝像頭介面的主要屬性：
a、支援多種輸入介面：（就是上面我們看到的四模式）
DMA (AXI 64-bitinterface) 模式；
MIPI (CSI) 模式；
ITU-R BT 601/ 656/ 709模式；
Direct FIFO (PlayBack)模式；
b、支援多種輸出模式：
DMA (AXI 64-bitinterface) 模式；
Direct FIFO 模式；
c、支援數碼變焦Digital Zoom In (DZI) capability；
d、支援多攝像頭輸入；
e、 支援視訊同步訊號極性可程式設計控制；
f、支援最大輸入解析度為8192X8192；
g、支援影象翻轉（Ｘ軸、Ｙ軸鏡相,90、180、270翻轉）；
h、支援多種圖片格式；
i、支援捕獲幀控制；
j、支援的影象特效。
2、FIMC Fully InteractiveMobile Camera
攝像頭的採集的資料要CPU無法直接處理，主控晶片裡面集成了Camera控制器，叫FIMC（FullyInteractive Mobile Camera）。攝像頭需要先把影象資料傳給控制器，經過控制器處理（裁剪拉昇後直接預覽或者編碼）之後交給CPU處理。實際上攝像頭工作需要的時鐘（MCLK）也是FIMC給它提供的。
在s5pv310上的攝像頭介面是一個FIMC(完全互動式移動相機介面),支援ITUR BT-601-605標準、AMX介面、MIPI介面
MIPI 、ITU、AMX
（1）、ITU國際電信聯盟無線電通訊部門ITU-RRadiocommunication Sector of ITU 簡稱ITU-RITU-R BT.60116位資料傳輸；Y、U、V訊號同時傳輸，是並行資料，行場同步單獨輸出。
ITU-R BT.6568/10位資料傳輸；不需要同步訊號；序列資料傳輸；傳輸速率是601的2倍；先傳Y，後傳UV。行場同步訊號嵌入在資料流中。
（2）、MIPI（移動行業處理器介面）是MobileIndustry Processor Interface的縮寫 MIPI 規範：Camera工作組：MIPI Camera Serial Interface 1.0specification .Camera Serial Interface 2 v1.0 (CSI-2)
（3）、AMX（Advanced eXtensible Interface）是一種匯流排協議，該協議是ARM公司提出的AMBA（Advanced Microcontroller BusArchitecture）3.0協議中最重要的部分，是一種面向高效能、高頻寬、低延遲的片內匯流排。
3、介面資訊
FIMC訊號定義如下所示(YCbCr模式)
|
Signal |
I/O |
Description |
Type |
|
HREF |
I |
行同步訊號 |
|
|
PCLK |
I |
畫素時鐘 |
|
|
DATA[7:0] |
I |
畫素資料 |
|
|
FIELD |
O |
FIELD訊號 |
|
| MCLK |
O |
系統時鐘訊號 |
通過CAM_MCLK給攝像頭提供時鐘，RST是復位線，PWDN在攝像頭工作時應該始終為低。HREF是行參考訊號，PCLK是畫素時鐘，VSYNC是場同步訊號。一旦給攝像頭提供了時鐘，並且復位攝像頭，攝像頭就開始工作了，通過HREF，PCLK和VSYNC同步傳輸數字影象訊號。資料是通過DATA0~DATA7這八根資料線並行送出的。
4、不同介面模式的工作時序
ITU-R BT 656輸入時序圖,這種方式下同步訊號已經內嵌到視訊資料中了，因此不需要額外的行和幀同步訊號。
ITU-R BT 601輸入時序圖,這種方式下行和幀同步訊號獨立於視訊資料，因此需要同步訊號。
（ITU-R BT 601: 16位資料傳輸；21芯；Y、U、V訊號同時傳輸。
ITU-R BT 656: 9芯，不需要同步訊號；8位資料傳輸；序列視訊傳輸；傳輸速率是601的2倍；先傳Y，後傳UV。）
同步訊號的時延引數
? t1：表示VSYNC前、後插入週期
? t2：表示HREF前插入週期
? t3：表示 HREF寬度
? t4：表示HREF後插入週期
５、camera的時鐘域，三個時鐘：系統時鐘、PCLK、MCLK
每個攝像頭介面包括三個時鐘域，每一個時鐘域是系統匯流排時鐘，第二個是攝像頭畫素時鐘PCLK，第三個時鐘域為內部時鐘MCLK。系統匯流排時鐘必需高於PCLK， CAM_MCLK 必需固定頻率分頻，如PLL時鐘。如果有外部時鐘晶振，CAM_MCLK 空掉。不需要同步ＭMCLK，PCLK應該與schmitt-triggered電平移位器連線。
6、硬體介面電路
主控晶片上的介面：
camera 介面
