全志开发板 视频输入框架

笔记来源于百问网出品的教程。

1.VIN camera驱动框架

• 使用过程中可简单的看成是vin 模块+ device 模块+af driver + flash 控制模块的方式；

• vin.c 是驱动的主要功能实现，包括注册/注销、参数读取、与v4l2 上层接口、与各device 的下层接口、中断处理、buffer 申请切换等；

• modules/sensor 文件夹里面是各个sensor 的器件层实现，一般包括上下电、初始化，各分辨率切换，yuv sensor 包括绝大部分的v4l2 定义的ioctrl 命令的实

现；而raw sensor 的话大部分ioctrl 命令在vin 层调用isp 库实现，少数如曝光/增益调节会透过vin 层到实际器件层；

• modules/actuator 文件夹内是各种vcm 的驱动；

• modules/flash 文件夹内是闪光灯控制接口实现；

• vin-csi 和vin-mipi 为对csi 接口和mipi 接口的控制文件；

• vin-isp 文件夹为isp 的库操作文件；

• vin-video 文件夹内主要是video 设备操作文件；

 

2.Camera通路框架

• VIN支持灵活配置单/双路输入双ISP多通路输出的规格
• 引入media框架实现pipeline管理
• 将libisp移植到用户空间解决GPL问题
• 将统计buffer独立为v4l2 subdev
• 将的scaler（vipp）模块独立为v4l2 subdev
• 将video buffer修改为mplane方式，使用户层取图更方便
• 采用v4l2-event实现事件管理
• 采用v4l2-controls新特性

3.视频输入组件

3.1 ISP硬件

在全志V853芯片中，ISP组件在使用过程中是支持分时复用的，ISP分时复用周期图如下所示：

上图中的isp00/isp01/isp02/isp03分别代表一个周期的1/4。每一个周期中的会被分为4等分，当该周期运行到那一等分的时候，就会去连接到一个摄像头并采集图像数据。通过分时复用的方式，使得芯片端的ISP硬件可以同时连接4个摄像头。

注意：

​ 1.V853芯片支持两路MIPI+一路并口的摄像头，分时复用只会有三个源！

​ 2.在线编码无法使用分时复用！

3.2 VIPP硬件

Video Input Post Processor，即视频输入后处理器。它是一种用于图像传感器的硬件组件，可以对图像进行缩小、打水印、去坏点、增强等处理。它可以支持不同的图像数据格式，如Bayer raw data或YUV格式。

VIPP硬件有4个VIPP通道，4个VIPP通道与ISP一致也可以分时复用，最多可以分时复用出16个VIPP通道。对于应用层来说，我们可以从16个VIPP通道中取数据。

上图中VIPP10，1表示VIPP硬件通道号，0表示分时复用的情况；

注意：由于硬件中只有4路VIPP，那么在开发中只能获取4路不同分辨率的图像。

3.2 虚通道

虚通道（Virtual Channel，简称VC）是一种用于管理和绑定不同功能模块之间的通信路径。在MPP中，音频和视频的处理是独立的，为了避免混乱和通道错乱，引入了虚通道的概念。

虚通道允许将不同的功能模块绑定在一起，以便更好地控制和管理视频处理流程。例如，虚通道可以将视频输入（VI）、视频处理（VPSS）、视频编码（VENC）等模块连接起来，形成一个完整的视频处理流程。

基于前面的VIPP硬件，会为它创建若干个虚通道，虚通道的数量在理论上是不受限制的，我们可以创建很多个虚通道用于传输到其他地方去使用。因为虚通道的本质是对实际VIPP通道中的每一帧图像做引用技术，每个虚通道从VIPP通道获取这一帧图像后，会把这一帧的引用技术+1，如果将这一帧数据还回去的话就将这一帧的引用技术-1。只有当这一帧的引用技术降为0的时候，这一帧数据才会真正还给V4L2驱动/dev/video0。

注意：

​ 1.如果很多个虚通道都使用同一个VIPP通道的数据，那么它们就是公用一个buffer。

​ 2.只要有一个虚通道没有及时还帧，就意味着这一帧buffer没有被还回去，其他虚通道也无法使用。

​ 3.如果占用太多帧没有还，那么其他虚通道也拿不到帧！

​ 4.虚通道要满足：及时还帧，用时创建，用完销毁！

4. VI组件内部结构

视频输入组件内部主要是由通道管理器组成，如下图所示：

ViChnManager：是通道管理器：维护一个通道的链表（通道指的是虚通道）负责管理和调度虚拟通道资源。

VI_CHN_MAP_S 是一个结构体或配置，用于定义视频输入通道（VI Channel）的属性和映射关系。这通常涉及到视频捕获硬件的配置，如分辨率、像素格式、缓冲区数量等。

MM_COMPONENTTYPE 通常指的是多媒体组件类型，它可能是一个接口或抽象类，用于定义多媒体处理组件的通用属性和行为。这样的组件可能包括编解码器、过滤器、转换器等。