CMOS攝像頭之硬件原理

tar xjvf linux-3.4.2.tar.bz2

cd linux-3.4.2

patch -p1 《。。/linux-3.4.2_100ask.patch

cp config_ok 。/.config

make menuconfig12345

啟動內(nèi)核：

set ipaddr 192.168.1.122 && set serverip 192.168.1.101 && tftp 0x30000000 uImage

set bootargs root=/dev/nfs nfsroot=192.168.1.200:/work/nfs_root/fs_mini_mdev_new ip=192.168.1.17 console=ttySAC0，115200 && bootm 0x3000000012

驅(qū)動：

cp *.ko /work/nfs_root/fs_mini_mdev_new/work

cp test_camera /work/nfs_root/fs_mini_mdev_new/work12

二、硬件原理

數(shù)據(jù)的流向：

自然景觀-》攝像頭模塊-》接口（排線）-》S3C2440的攝像頭控制器-》LCD

1.ov7740（攝像頭模塊）

上面帶著黃色排線的攝像頭模組。

模組的組成：鏡頭、音圈馬達、紅外濾光片、sensor（傳感器就是ov7740芯片，它的正面就是有效感光陣列）、排線PCB板子

輸入信號： 自然景觀等的模擬信號

輸出信號： RGB、YUV格式的數(shù)字信號

1）常用參數(shù)

輸入信號： 自然景觀等的模擬信號

輸出信號：

輸出格式為：RAW RGB、YUV

輸出分辨率為：VGA（640*480）、QVGA（240*320）、CIF（352*288）、更小的任意大小

有效感光陣列的大小：656*488 = 320128（30W像素）（感光陣列是由像素點顆粒組成）（這個大小表示的是感光顆粒的個數(shù)）

鏡頭的大小：1/5寸（感光顆粒組成的感光陣列，物理組成是1/5寸）

像素點顆粒的大小： 4.2um * 4.2um（它表示一個感光顆粒的大小像素點顆粒只能感受三種顏色）

總結(jié)：

以上三個參數(shù)，都是用來描述感光陣列，即使同為30W像素的攝像頭，如果它的鏡頭尺寸大小越小，那么對應(yīng)的像素點顆粒的大小就越小，從而感光性就越差，進而拍攝的效果就越差。

輸入時鐘頻率： 6~27MHz（即0V7740攝像頭模組的工作頻率范圍。）

掃描模式： 連續(xù)掃描（P）：例如說電影是720P

隔行掃描（I）：電影是1080I

2）內(nèi)部數(shù)據(jù)的處理流程

a.isc部分：（圖像傳感器核心部分 ）

翻轉(zhuǎn)、增益大小調(diào)整、黑電平校準、飽和度的控制、OTP存儲器（存儲廠家ID設(shè)備ID）

第一部分生成的是RAMRGB數(shù)據(jù)

b.isp部分：（圖像處理DSP）

提供測試功能、鏡頭補償功能、自動白平衡、RAW RGB-》RGB、RGB-》YUV、

窗口功能、縮小放大功能

里面有DSP數(shù)據(jù)處理單元，再將得到的數(shù)據(jù)傳給下一部分

c.ioi部分：圖像輸出單元

RAW RGB/YUV、VGA/QVGA（分辨率）、BT601/BT656（數(shù)據(jù)傳輸方式）

問：以上這些處理過程，不需要我們?nèi)藶榈淖鋈魏卧O(shè)置，它們都能自動完成嗎？

答：以上這些處理過程，只有極少部分是自動完成的，而剩余部分是需要我們設(shè)置后，才能完成。

問：怎么對它們進行設(shè)置呢？

答：是通過IIC總線，操作OV7740的寄存器來進行設(shè)置模組的。

問：RAW RGB與RGB的區(qū)別是什么？

答：所謂的RAW RGB就是只有紅綠藍三種顏色的數(shù)據(jù)。而RGB數(shù)據(jù)，它不僅只表示紅綠藍三種顏色，而且還能表示由紅綠藍組合成的任何一種顏色。

問：RGB、YUV又分別是什么？

答：RGB、YUV是兩種完全不同的顏色空間，它們之間可以相互轉(zhuǎn)換。

2.原理圖（接口）

控制類：

IICSDA – IIC總線的數(shù)據(jù)線

IICSCL – IIC總線的時鐘線

數(shù)據(jù)傳輸類：

CAMRST – 復(fù)位CMOS攝像頭模塊

CAMCLK – 攝像頭模塊工作的系統(tǒng)時鐘（24MHz）

CAM_HREF – 行同步信號

CAM_VSYNC – 幀同步信號

CAM_PCLK – 像素時鐘

CAMDATA0~7– 數(shù)據(jù)線

3.攝像頭接口控制器：（參考芯片手冊）任何一個功能都有相應(yīng)的寄存器

源：允許輸入的最大分辨率是4096*4096，接受的方式是BT601/656，能接受的數(shù)據(jù)是8bit的YUV格式。

攝像頭：輸出的分辨率：640*480運輸方式：BT601

那么我們的控制器怎么知道攝像頭生成的是什么格式的數(shù)據(jù)呢？這就需要我們設(shè)置一些寄存器來告訴攝像頭控制器我們使用的是什么。

窗口功能的模塊：就是對數(shù)據(jù)源進行裁剪，我們需要裁剪多少，裁剪多大都是由寄存器進行相應(yīng)的設(shè)置。

裁剪之后的數(shù)據(jù)有兩種選擇：

傳到預(yù)覽通道：產(chǎn)生較小分辨率的圖片（畫中畫PIP：最大640*480 ）對于這個通道可以對得到的數(shù)據(jù)進行：縮放+顏色空間轉(zhuǎn)換（yuv/rgb）+旋轉(zhuǎn)。有自己特有的DMA通道：只能輸出RGB16/24的圖片。直接將數(shù)據(jù)存儲在指定的地方，我們叫他緩存

傳到編碼通道：產(chǎn)生用于編碼的數(shù)據(jù)（最大：4096*4096）對于這個通道可以對得到的數(shù)據(jù)進行：縮放+編碼（就是對采集到的數(shù)據(jù)進行壓縮）+旋轉(zhuǎn)。只能輸出YCbCr420/YCbCr422.的圖片。也是存儲在緩存

4.中斷信號

已經(jīng)得到一幀數(shù)據(jù)了，然后開始讀下一幀數(shù)據(jù)時，在前一幀的下降沿產(chǎn)生一次中斷來讀取前一幀的數(shù)據(jù)。每一幀數(shù)據(jù)開始采集前產(chǎn)生中斷。

總結(jié)：

1.CMOS攝像頭模塊的接口分為兩類：

（1）控制類

– 初始化：對攝像頭模塊進行相應(yīng)的初始化操作，讓攝像頭模塊能夠正常的輸出攝像頭數(shù)據(jù)

– 控制： 設(shè)置亮度、旋轉(zhuǎn)、縮放等等的操作

（2）數(shù)據(jù)傳輸類： 與LCD的接口完全一樣。

2.CMOS攝像頭模塊，是一個IIC設(shè)備，需要給它寫符合IIC設(shè)備那套架構(gòu)的驅(qū)動，從而實現(xiàn)初始化和靈活的控制。

3.s3c2440攝像頭控制器（CAMIF）

允許輸入的最大分辨率是4096*4096，接受的方式是BT601/656，能接受的數(shù)據(jù)是8bit的YUV格式。

問：BT601與BT656的傳輸方式有什么區(qū)別？

答：BT601有獨立的行同步信號線、幀同步信號線，而BT656是將這兩種信號內(nèi)嵌到數(shù)據(jù)中的。