Camera Sensor

 之前一段時間有幸在高通android平臺上調試2款camera sensor，一款是OV的5M YUV sensor，支持jpeg out，同時也支持AF，調試比較比較簡單，因爲別的項目已經在使用了，只是把相關的驅動移植過來就好；另一款是Samsung的一款比較新的3M YUV FF sensor，在最新項目中要使用的，本文以調試該sensor爲例，從底層驅動的角度分享一下高通android平臺下調試camera的經驗，而對於高通平臺camera部分的架構以及原理不做過多的介紹。
一、準備工作
從項目中看，在硬件（板子）ready前，軟件部分是要準備好的。單獨從底層驅動來看，軟件部分可以分爲2個部分，一個是高通平臺相關的，再一個就是sensor部分的，通常的做法就是把sensor相關的設定移植到高通平臺的框架之中。這樣就需要先拿到sensor的spec以及廠商提供的sensor register setting file。Spec的用途是清楚高通平臺和sensor通訊（讀寫寄存器）的時序以及相關參數設定；而廠商提供的setting file則是在使用camera各個功能（preview、snapshot...）時候需要寫入到sensor中的.
本項目中，高通平臺爲MSM7X27，camera爲Samsung 5CA。從spec中知道，該sensor的I2C ID爲0x78，I2C的通信採用雙字節方式，另外也弄清楚了讀寫sensor寄存器的規則，從調試角度看這些基本上夠用了。另外廠商提供的setting file，其實就是寄存器列表，告訴我們再什麼時候將哪些寄存器寫入什麼值，通常是一個寄存器地址再加上一個寄存器的值，不過Samsung提供的是PC上調試使用的文本，需要自己轉換成c語言中的二維數組。從文件中看，寄存器數據可以分爲幾個部分：初始化、IQ設定（tuning相關）、clk設定、preview設定、snapshot設定，基本上有這幾個就夠了，其他的比如調節亮度啦、設定特殊效果啦、設置白平衡啦等等都可以自己通過spec來完成。
Sensor部分的東西搞定後，接下來就是修改高通camera部分的驅動了，主要有：
Kernal部分：
1、檢查Sensor的電源配置，並修改軟件中的設定。本項目中使用2.8/1.8/1.5共3個電源。
2、檢查並修改sensor reset設置。注意reset的時間設定，務必和spec中一致，否則會導致sensor無法工作。
3、修改I2C驅動，使用雙字節讀寫的接口，並完成讀取sensor ID的接口。這個用來檢驗I2C通訊是否OK
4、導入寄存器設定，分別在初始化、preview、snapshot等幾個部分寫入對應的寄存器值。
注意：reset以及寫寄存器部分一定要按照spec的規定加入一些delay，否則會導致sensor工作異常

User空間部分：
這個部分主要是根據硬件的規格來配置VFE，如sensor輸出數據的格式，接口方式、分辨率大小、同步信號模式等，比較簡單，但一定要檢查仔細，任何一個地方不對都會導致調試失敗。
到這裏爲止，軟件部分的準備已經告一段落了。

二、調試環境準備（板子出來了，但sensor sample還沒到位）
首先，測試點的準備。
調試前就需要想好，如果sensor無法工作，要怎麼去debug，這就需要去測量一些信號，比如power、reset、I2C、M/P CLK、H/V同步信號、數據信號等，要確保這些信號都可以測量到。
其次要選擇軟件的調試環境，這裏選擇在ADB環境中執行高通的mm-qcamera-test程序來調試，相關的trace都可以打印出來。
這樣就萬事俱備，只欠sensor了。

三、調試（sensor終於拿到了）
將sensor接到板子上，開機後，ADB中運行調試程序，preview畫面並沒有出來，失敗，有點小失望，本來覺得可以一氣呵成的，但畢竟這是一個全新的sensor，任何一個地方沒有想到位做到位都會導致失敗。那就找原因吧。
1、首先從trace得知，I2C已經讀到了sensor的ID：0x05CA,這可以說明I2C通訊是沒有問題的
2、接着檢查Sensor的電源配置，測量了供給sensor的3個電源，都是OK的。
3、測量MCLK，這個是提供給sensor使用的，正常（24MHZ）
4、測量PCLK，這個是sensor輸出的，正常（58MHZ，高通上限爲96MHZ），和寄存器中配置的一致。
5、測量H/V同步信號，這個是sensor輸出的，正常。和FPS和分辨率一致。
6、測量數據信號，這個是sensor輸出的，正常。（數據信號，示波器上可以看到）
這樣看來，sensor已經在正常工作了，但爲何preview畫面沒有出來呢？繼續檢查高通這邊的設定。
從trace看，高通的VFE已經reset並且start了，但一直接沒有輸出preview數據，這就奇怪了，sensor明明已經輸出了，爲什麼VFE接收後並沒有把數據吐出來呢，難道這個sensor輸出的數據VFE無法識別？爲了驗證這個問題，我在另一塊板子上測量了OV sensor輸出數據的波形，主要是M/P clk、H/V同步信號，然後再拿來對比，不過並沒有發現異常，只是H/V同步信號有所不同，主要高低的佔空比不太一致，會不會是這樣信號的問題呢？爲了進一步驗證，我同時測量了H/V 信號和數據信號，這時發現OV sensor輸出的數據信號是包在V幀同步信號的低電平中；而Samsung 5CA輸出的數據信號是包在V幀同步信號的高電平中，會不會是因爲V信號極性設置不對導致VFE沒有讀取到sensor輸出的數據呢？重新檢查了一下高通VFE的設定，果然有一個參數是用來設定V信號極性的，這個參數默認是Active Low的，我這邊並沒有去修改它。接着把這個參數修改爲Active High，重新build、download後，開機運行，Ok了，preview畫面可以正常顯示了。到這裏爲止sensor的硬件調試可以算作完成了，後續的其他功能也可以慢慢完善了。