1. MIPI攝像頭簡介

1.1 MIPI CSI2接口簡介

MIPI (Mobile Industry Processor Interface)：ARM, Nokia, ST ,TI等公司在2003年成立的一個聯盟所定的接口。目的是把手機等移動設備內部的接口如：攝像頭、顯示屏接口、射頻/基帶接口等標準化，從而減少手機等移動設備設計的復雜程度和增加設計靈活性。

工作組(Work Group)：MIPI聯盟下有許多的工作組，不同的工作組負責定義對應設備的標準。其中包括有：Camera工作組、Display工作組、高速多端鏈接工作組等十幾個工作組。

MIPI CSI-2接口是由MIPI聯盟下的Camera工作組指定的CSI(Camera Serial Interface)的第2版接口標準。硬件層面：最大支持4個虛擬通道（Lane）傳輸數據，1個Lane在硬件上體現就是一對差分信號線(見下方原理圖)，每個Lane的最大通訊速率為2.0Gbps。軟件層面：MIPI CSI-2協議棧主要由應用層、協議層、物理層組成，其中協議層又可以分為：像素/字節組包/解包層、底層協議層、通道管理層。

1.2 硬件接口資源介紹

EASY EAI Nano-TB開發板具有2路MIPI CSI-2接口。每路引出了4個Lane。位置定義如下所示。

EASY EAI Nano-TB默認搭配IMX415單目攝像頭。同時配有一根0.5mm間距的40pin FPC反向線。

反向線：兩端的藍色標識不在同一側面。

同向線：兩端的藍色標識處于同一側面。

1.3 接線說明

* 接線必須在斷電時進行操作。

* 采用反向線連接IMX415攝像頭與Cmaera1接口。（注意：用錯線會燒壞攝像頭或者核心板，因此在接線時務必要小心。）

* 接線端子卡扣與FPC線的藍色塑料標識必須位于同一側。如下圖所示。

1.4 查看設備情況

可以通過dmesg命令，檢查MIPI-CSI2接口模塊是否正常工作。

dmesg | grep "csi2-.phy"

攝像頭正常掛載的情況如下所示。可以看到：

在dphy0接口上有一個sensor型號為：imx415的攝像頭，MIPI-CSI2地址為：1-0036；

在dphy3接口上有一個sensor型號為：imx415的攝像頭，MIPI-CSI2地址為：4-0036。

當沒能出現目標camera節點時，就需要檢查FPC排線是否正常連接，請檢查排線的連接是否與“1.3接線說明”一致。

1.5 尋找可用的設備節點

rockchip平臺，一個MIPI-CSI接口會對應20多個video節點(設備樹定了就會生成這么多個)，如下圖所示。

注意：CSI0并不一定是對應著video0~24，這個要根據設備樹的實際情況對應生成。

而且MIPI-CSI camera對應的節點，會在修改內核設備樹的時候固定下來（即：內核配好了MIPI-CSI Camera個數，無論MIPI-CSI攝像頭是否有接上，它的video節點情況都是不會根據MIPI-CSI Camera的接入情況而【動態】改變）。

因此，用戶需要找到這些節點所對應的描述信息是什么。Linux的v4l2框架會把這些節點的描述信息統一放在/sys/class/video4linux/目錄下，如下圖所示。

隨便進入一個描述，如video22。

通過cat命令，可以用查看這個name的內容是什么。rockchip芯片定義：如果這個name是mainpath或者selfpath。則這個“video22”就是可用節點。

在終端任意目錄執行下面這條命令，可以快速掃描所有的節點的“name”描述。

grep "mainpath" /sys/class/video4linux/video*/name

因此，/dev/video22和/dev/video23都是MIPI-CSI0的可用節點。

2. 快速上手

2.1 開發環境準備

如果您初次閱讀此文檔，請閱讀《入門指南/開發環境準備/Easy-Eai編譯環境準備與更新》，并按照其相關的操作，進行編譯環境的部署。

在PC端Ubuntu系統中執行run腳本，進入EASY-EAI編譯環境，具體如下所示。

cd ~/develop_environment
 ./run.sh 

2.2 源碼下載以及例程編譯

首先，在虛擬機后臺終端，執行以下命令，創建外設單例源碼管理目錄：

cd /opt 
mkdir -p EASY-EAI-Nano-TB/demo 

首先，到【百度網盤】上下載相關的單例程序：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1Br608Hiff2Xs65PzWO_qWQ?pwd=1234

提取碼：1234

比如把單例程序下載到：此電腦\D:\BaiduNetdisk (無規定，用戶可自主選擇)，如下圖所示。

再將下載好的單例復制進入虛擬機的文件系統，過程如下圖所示。

最后，進入到對應的例程目錄執行編譯操作，具體命令如下所示：

cd EASY-EAI-Nano-TB/demo/02_camera 
./build.sh 

注：
* 由于依賴庫部署在板卡上，因此交叉編譯過程中必須保持/mnt掛載。

2.3 例程運行

通過串口調試或ssh調試，進入板卡后臺，定位到例程部署的位置，如下所示：

cd /userdata

運行例程命令如下所示：

./test-mipiCam 22

2.4 運行效果

執行效果如下所示。

例程運行完之后，會在/tmp目錄下得到一張photo圖片。回到虛擬機里，新開一個終端窗口，通過scp命令把圖片拷回來：

然后把photo用mplayer命令播放出來，如下所示。

mplayer -demuxer rawvideo -rawvideo w=1920:h=1080:format=bgr24 photo -loop 0

例程默認分辨率為1920x1080，故w和h的參數對應填入1920和1080。當出現圖片異常時，說明分辨率等不太對應于手頭的攝像頭，所以需要調整mipicamera_init()的分辨率，例如1280x720。命令執行如下所示。

3. MIPI攝像頭測試案例

示例代碼路徑為：02_camera/test-mipiCam/main.c。MIPI Camera API的測試案例代碼邏輯流程如下所示：

3.1 源碼說明

int main(int argc, char **argv)
{
	int ret = 0;
    if(1 == argc){
        printf("\nerr: Missing parameter!\n");
        printf("================= [usage] ==================\n");
        printf("example:\n");
        printf("\t%s <22/30>\n", argv[0]);
        printf("--------------------------------------------\n");
        return 0;
    }
    
	char *pbuf = NULL;
	int skip = 0;
	FILE *fp = NULL;
    
    int cameraIndex = atoi(argv[1]); //通常是video22
    ret = mipicamera_init(cameraIndex, CAMERA_WIDTH, CAMERA_HEIGHT, 0);
    if (ret) {
        printf("error: %s, %d\n", __func__, __LINE__);
        goto exit3;
    }
    
    pbuf = (char *)malloc(IMAGE_SIZE);
    if (!pbuf) {
        printf("error: %s, %d\n", __func__, __LINE__);
        ret = -1;
        goto exit2;
    }
    
    //跳過前10幀
    skip = 10;
    while(skip--) {
        ret = mipicamera_getframe(cameraIndex, pbuf);
        if (ret) {
            printf("error: %s, %d\n", __func__, __LINE__);
            goto exit1;
        }
    }

    /* tips: 可以在Ubuntu下用mplayer播放錄制圖像
     *	mplayer -demuxer rawvideo -rawvideo w=1920:h=1080:format=bgr24 photo -loop 0
    */
    fp = fopen("/tmp/photo", "w");
    if (!fp) {
        printf("error: %s, %d\n", __func__, __LINE__);
        ret = -1;
        goto exit2;
    }
    fwrite(pbuf, 1, IMAGE_SIZE, fp);
    fclose(fp);

exit1:
    free(pbuf);
    pbuf = NULL;
    
exit2:
    mipicamera_exit(cameraIndex);
    
exit3:
    return ret;
}

其中mipicamera_init()，mipicamera_getframe()，mipicamera_exit()是對v4l2接口調用的易用化封裝。具體實現于02_camera/commonApi/mipi_camera.c。