MV Camera on Firfly Boards/zh
怎样在Firefly板子上使用MV系列和RAW系列相机
1 概述
MV系列和RAW系列相机是为工业领域的AI应用推出的相机。其使用MIPI CSI-2接口，尤其适合嵌入式运算平台使用。它具备丰富的数据格式和触发特性，极低的延时，极高的带宽和可靠的稳定性。
本文以Firefly的ROC-RK3588S-PC主板为例，介绍怎样将MV和RAW系列摄像机接入RK3588S/RK3588系统。
我们提供了Linux(以Ubuntu为例)操作系统下的驱动。
1.1 支持的模组
| 系列 | 型号 | 状态 |
|---|---|---|
| MV系列 | MV-MIPI-IMX178M | 完成 |
| MV系列 | MV-MIPI-SC130M | 完成 |
| MV系列 | MV-MIPI-IMX287M | 完成 |
| MV系列 | MV-MIPI-IMX296M | 完成 |
| MV系列 | MV-MIPI-IMX265M | 完成 |
| MV系列 | MV-MIPI-IMX264M | 完成 |
| RAW系列 | RAW-MIPI-SC132M | 完成 |
2 硬件准备及安装
MV系列和RAW系列相机需要使用ADP-MV2转接板才能连接到ROC-RK35xx-PC主板。
2.1 MV相机与ADP-MV2的连接
二者使用0.5mm间距*30P的FFC异面线连接，注意接触面向外。
【TODO:加图】
2.2 RAW相机与ADP-MV2的连接
二者使用0.5mm间距*30P的FFC异面线连接，注意接触面向外。
【TODO:加图】
2.3 ADP-MV2与主板的连接
二者使用0.5mm间距*30P的FFC同面线连接，注意接触面向内。
【TODO:加图】
2.4 整体连接图
【TODO:加图】
3 github库介绍
https://github.com/veyeimaging/rk35xx_firefly
包括以下主要内容：
- driver和dts源码
- i2c通信工具集
- 应用层demo
此外，在releases中，提供了编译好的linux系统镜像。
4 更新ubuntu系统
对于ROC-RK3588S-PC，我们提供了发布系统的烧写镜像。
下载https://github.com/veyeimaging/rk35xx_firefly/releases/中最新的支持MV和RAW系列的镜像。
参考Firefly文档，烧写系统。
5 系统状态检测
5.1 是否正确识别到了相机
完成系统安装后，系统上电。在Firefly板端执行以下命令来检测是否正确连接相机。
dmesg | grep mvcam
应当有类似下面的提示：
mvcam 7-003b: camera is：MV-MIPI-IMX296M
mvcam 7-003b: firmware version: 0x1290133
可以看到识别到当前的摄像机模组的型号，版本号。摄像机挂载在i2c-7, i2c地址是0x3b。
- 执行如下命令检查video0设备节点
ls /dev/video0
可以看到
video0
正确识别摄像头之后，MIPI-CSI2接口的摄像头识别为/dev/video0。
5.2 使用media-ctl查看拓扑结构
使用media-ctl指令，可以清晰的展现出当前的拓扑结构。
media-ctl -p -d /dev/media0
5.2.1 链接关系
mv camera->rockchip-csi2-dphy0->rockchip-mipi-csi2->stream_cif_mipi_id0 - - ->DDR(/dev/video0)
应用程序可以通过/dev/video0节点获取图像。
5.2.2 mv camera entity信息
以MV-MIPI-IMX296M为例：
- entity 63: m00_b_mvcam 7-003b (1 pad, 1 link)
type V4L2 subdev subtype Sensor flags 0
device node name /dev/v4l-subdev2
pad0: Source
[fmt:Y8_1X8/1456x1088@100/6000 field:none]
-> "rockchip-csi2-dphy0":0 [ENABLED]
可以看到：
- 该Entity完整的名称是：
m00_b_mvcam 7-003b。 - 它是一个 V4L2 subdev (Sub-Device) Sensor。
- 它对应的节点是
/dev/v4l-subdev2，应用程序（如v4l2-ctl）可以打开它，并进行配置。 - 它的输出格式是 [
fmt:Y8_1X8/1456x1088@100/6000 field:none] ，其中Y8_1X8是一种mbus-code的简写，下一小节会列出支持的mbus-code。 - 当前分辨率是
1456x1088。 - 当前帧间隔是
100/6000,即帧率是60。
摄像机输出的数据格式，可以通过media-ctl指令修改。
5.3 相机支持的mbus-code
MV系列和RAW系列相机具备不同的数据格式能力，具体请参考每个型号的相机的数据手册。
| Format on datasheet | mbus-code for media-ctl | FourCC pixelformat for v4l2-ctl |
|---|---|---|
| RAW8 | Y8_1X8 | GREY |
| RAW10 | Y10_1X10 | 'Y10 ' |
| RAW12 | Y12_1X12 | 'Y12 ' |
| UYVY | UYVY8_2X8 | UYVY |
6 应用范例
6.1 配置命令行全局变量
为了后面描述方便，此处根据sensor尺寸，配置全局变量。
- MV-MIPI-IMX178M
export WIDTH=3088
export HEIGHT=2064
export FPS=22
- MV-MIPI-SC130M
export WIDTH=1280
export HEIGHT=1024
export FPS=108
- MV-MIPI-IMX296M
export WIDTH=1456
export HEIGHT=1088
export FPS=60
- MV-MIPI-IMX287M
export WIDTH=704
export HEIGHT=544
export FPS=319
- MV-MIPI-IMX265M
export WIDTH=2048
export HEIGHT=1544
export FPS=45
- MV-MIPI-IMX264M
export WIDTH=2432
export HEIGHT=2056
export FPS=28
- RAW-MIPI-SC132M
export WIDTH=1080
export HEIGHT=1280
export FPS=120
6.2 使用v4l2-ctl配置参数
$ v4l2-ctl -d /dev/v4l-subdev2 -L
User Controls
trigger_mode 0x00981901 (int) : min=0 max=2 step=1 default=0 value=0 flags=volatile, execute-on-write
trigger_src 0x00981902 (int) : min=0 max=1 step=1 default=1 value=1 flags=volatile, execute-on-write
soft_trgone 0x00981903 (button) : flags=write-only, execute-on-write
frame_rate 0x00981904 (int) : min=1 max=60 step=1 default=60 value=60 flags=volatile, execute-on-write
roi_x 0x00981905 (int) : min=0 max=1376 step=8 default=0 value=0
roi_y 0x00981906 (int) : min=0 max=1024 step=4 default=0 value=0
可以使用下面的方法设置和获取参数。
v4l2-ctl -d /dev/v4l-subdev2 --set-ctrl [ctrl_type]=[val]
v4l2-ctl -d /dev/v4l-subdev2 --get-ctrl [ctrl_type]
以上所有功能，均可使用mv_mipi_i2c.sh实现。
需要指出的是，以上参数在取图过程中均不可修改。下面进行逐个说明：
6.2.1 配置触发模式
v4l2-ctl --set-ctrl trigger_mode=[0-2]
0：流模式
1：普通触发模式
2：快速连续触发模式
6.2.2 配置触发源
v4l2-ctl --set-ctrl trigger_src=[0-1]
0: 软触发
1: 硬触发
6.2.3 软触发一次
v4l2-ctl --set-ctrl soft_trgone=1
6.2.4 设置帧率
v4l2-ctl --set-ctrl frame_rate=[1-max]
随分辨率的调整，最大帧率会自动更新。
6.2.5 设置ROI其实位置
v4l2-ctl --set-ctrl roi_x=0
v4l2-ctl --set-ctrl roi_y=0
ROI其实位置设置之后，需要通过media-ctl命令完成完整的ROI配置。
设置roi后，最大帧率会自动调整。请注意，摄像机roi参数需要符合摄像机手册中的要求。
6.3 使用media-ctl配置格式
可以通过下面的命令，配置摄像机的数据格式，分辨率，帧率。
media-ctl -d /dev/media0 --set-v4l2 '"m00_b_mvcam 7-003b":0[fmt:Y8_1X8/'"$WIDTH"'x'"$HEIGHT"'@1/'"$FPS"']'
其中："m00_b_mvcam 7-003b"指的相机的entity完整名称，Y8_1X8为mbus-code，'"$WIDTH"'x'"$HEIGHT"'指明了分辨率，1/'"$FPS"'指明了帧率。
此处的width和height配合v4l2-ctl命令的roi_x和roi_y共同组成了ROI参数。
比如，对于MV-MIPI-IMX296M,这个命令经过变量替换后的结果是：
media-ctl -d /dev/media0 --set-v4l2 '"m00_b_mvcam 7-003b":0[fmt:Y8_1X8/1456x1088@1/60 field:none]'
不仅可以在一个命令中同时配置数据格式，分辨率，帧率，也可以单独修改某一项或某几项。