摄像头介绍
品牌：Omnivision
型号：CMK-OV13850
接口：MIPI
像素：1320W
OV13850彩色图像传感器是一款低电压、高性能1/3.06英寸1320万像素CMOS图像传感器，使用OmniBSI+?技术提供了单-1320万像素（4224×3136)摄像头的功能。通过串行摄像头控制总线（SCCB)接口的控制，它提供了全帧、下采样、开窗的10位MIPI图像。
OV13850拥有一个能够在10位1320万像素分辨率下以每秒24帧（fps)的速度运行的图像阵列，用户可以完全控制图像质量、格式和输出数据传输。所有需要的图像处理功能，包括曝光控制、白平衡、缺陷像素消除等，都可以通过SCCB接口进行编程。
此外，OmniBSI图像传感器使用专有的传感器技术，通过减少或消除固定图案噪声、污迹等常见的图像污染光源来提高图像质量，从而产生干净、完全稳定的彩色图像。
为了提供定制信息，OV13850包括一个单编程（OPT)存储器。OV13850拥有最多4车道的MIPI接口。
硬件连接方式如下图：摄像头的I2C接口使用RK3568的I2C4引脚，RESET, PWRDOWN使用普通IO口，三路电源供电使用LDO，LDO由普通IO来控制使能，用于控制上电时序。图像传输接口使用CSI2, 4lan MIPI接口。
RK3568设备树修改
OV13850的设备树修改可以参考其他芯片的设备树，在RK3568 Linux SDK中可以搜索到很多，主要是就是配置OV13850使用的复位控制引脚，I2C通信引脚，PWDNB引脚，三路电源上电控制引脚，CIF_CLK时钟引脚，如下面的I2C部分的设备树，调试OV13850时应首先从I2C调试开始，I2C通了后才会加载MIPI部分的驱动。
&i2c4 {
status = "okay";
clock-frequency = <400000>;
ov13850: ov13850@10 {
compatible = "ovti,ov13850";
status = "okay";
reg = <0x10>;
clocks = <&cru CLK_CIF_OUT>;
clock-names = "xvclk";
power-domains = <&power RK3568_PD_VI>;
pinctrl-names = "rockchip,camera_default","rockchip,camera_sleep";
pinctrl-0 = <&cif_clk>;
pinctrl-1 = <&cam0_sleep_pins>;
//pinctrl-2 = <&cif_clk>;
avdd-supply = <&avdd_2v8_camera_power>; /* 2.8v */
dvdd-supply = <&dvdd_1v2_camera_power>; /* 1.2v */
dovdd-supply = <&dovdd_1v8_camera_power>; /* 1.8v */
/* reset and pwdn */
reset-gpios = <&gpio1 RK_PD1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
pwdn-gpios = <&gpio1 RK_PD2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
rockchip,camera-module-index = <0>;
rockchip,camera-module-facing = "back";
rockchip,camera-module-name = "CMK-CT0116";
rockchip,camera-module-lens-name = "Largan-50013A1";
lens-focus = <&vm149c>;
port {
ov13850_out0: endpoint {
remote-endpoint = <&mipi_in_ucam0>;
data-lanes = <1 2 3 4>;
};
};
};
vm149c: vm149c@0c {
compatible = "silicon touch,vm149c";
status = "okay";
reg = <0x0c>;
rockchip,camera-module-index = <0>;
rockchip,camera-module-facing = "back";
rockchip,vcm-start-current = <20>; // 马达的启动电流
rockchip,vcm-rated-current = <80>; // 马达的额定电流
rockchip,vcm-step-mode = <13>; // 马达驱动 ic 的电流输出模式
};
};
/*camera avdd 2.8V LDO poweren*/
avdd_2v8_camera_power:avdd-2v8-camera-regulator {
compatible = "regulator-fixed";
regulator-name = "avdd_2v8_camera_power";
enable-active-high;
gpio = <&gpio3 RK_PA7 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&avdd2v8_camera_en_pin>;
//regulator-always-on;
};
/*camera dvdd 1.2V LDO poweren*/
dvdd_1v2_camera_power:dvdd-1v2-camera-regulator {
compatible = "regulator-fixed";
regulator-name = "dvdd_1v2_camera_power";
enable-active-high;
gpio = <&gpio3 RK_PC5 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&dvdd1v2_camera_en_pin>;
//regulator-always-on;
};
/*camera dovdd 1.8V LDO poweren*/
dovdd_1v8_camera_power:dovdd-1v8-camera_regulator {
compatible = "regulator-fixed";
regulator-name = "dovdd_1v8_camera_power";
enable-active-high;
gpio = <&gpio3 RK_PC1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&dovdd1v8_camera_en_pin>;
//regulator-always-on;
};
MIPI部分的设备树可以参考原来开发板上提供的XC7160摄像头来修改，使用full mode ，即4lan CSI2接口，最后修改的如下。
&csi2_dphy_hw {
status = "okay";
};
&csi2_dphy0 {
status = "okay";
ports {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
port@0 {
reg = <0>;
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
mipi_in_ucam0: endpoint@0 {
reg = <0>;
remote-endpoint = <&ov13850_out0>;
data-lanes = <1 2 3 4>;
};
};
port@1 {
reg = <1>;
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
csidphy_out: endpoint@0 {
reg = <0>;
remote-endpoint = <&isp0_in>;
};
};
};
};
&rkisp_vir0 {
status = "okay";
port {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
isp0_in: endpoint@0 {
reg = <0>;
remote-endpoint = <&csidphy_out>;
};
};
};
&rkisp_vir1 {
status = "disabled";
};
&csi2_dphy1 {
status = "disabled";
/*
* dphy1 only used for split mode,
* can be used concurrently with dphy2
* full mode and split mode are mutually exclusive
*/
};
&csi2_dphy2 {
status = "disabled";
/*
* dphy2 only used for split mode,
* can be used concurrently with dphy1
* full mode and split mode are mutually exclusive
*/
};
&rkisp {
status = "okay";
};
&rkisp_mmu {
status = "okay";
};
硬件由于是公司第一次做，驱动第一次调，所以调试过程中肯定会遇到问题。果不然，设备树改好后，上电I2C通信不上，即无法使用0x10的地址来识别摄像头。而且识别的摄像头I2C从机地址是0x0b,0x0C，其中0x0C是摄像头内的一个芯片AD5823, 对应的驱动程序就是设备树中的vm149c。
经过使用 sudo i2ctransfer -f -y 4 w2@0x0c 0x30 0x0a r2 读取摄像头ID寄存器0x300A 测试，发现摄像头返回的是0x30 0x0A,总结出来的规律就是读任何寄存器，都返回的是寄存器的地址。
由于一时找不到软件的问题，就让硬件使用示波器测试了一下，三路电源上电的时序是avdd先上，之后是dovdd和dvdd，根据手册上电之间的延时大于0ns即可，如下图。示波器测量显示上电顺序是按照avdd,dovdd,dvdd的顺序，之间的延时为50us, 这个延时就是程序执行先后打开各路电源的运行时间。
之后又测量了I2C的时钟，数据线也未发现问题，测量了一下CIF_CLKOUT信号，这个信号是由RK3568输出给摄像头的，时钟频率是24M，由于摄像头I2C初始读取ID失败后，会关闭电源与时钟，所以24M的时钟只是在初始化时有，一会就没有了。
硬件测试也没有找到问题，那看来还得接着找软件的问题，当然看了不少csdn文章，之后又研究了一下ov13850的驱动程序，ov13850.c，重点看了一下__ov13850_power_on函数，这个函数。
static const char * const ov13850_supply_names[] = {
"avdd", /* Analog power */
"dovdd", /* Digital I/O power */
"dvdd", /* Digital core power */
};
static int __ov13850_power_on(struct ov13850 *ov13850)
{
int ret;
u32 delay_us;
struct device *dev = &ov13850->client->dev;
//硬件设计中摄像头的三路电源全是分别控制的，所以此power_gpio没有引脚对应，也没有设备树
if (!IS_ERR(ov13850->power_gpio))
gpiod_set_value_cansleep(ov13850->power_gpio, 1);
usleep_range(1000, 2000);
//pins_default对应设备树中的cif_clk，用于初始RK3568输出的24M时钟，此程序用于配置时钟引脚的为时钟输出功能
if (!IS_ERR_OR_NULL(ov13850->pins_default)) {
ret = pinctrl_select_state(ov13850->pinctrl,
ov13850->pins_default);
if (ret < 0)
dev_err(dev, "could not set pins\n");
}
//设置xvclk时钟为24M
ret = clk_set_rate(ov13850->xvclk, OV13850_XVCLK_FREQ);
if (ret < 0)
dev_warn(dev, "Failed to set xvclk rate (24MHz)\n");
if (clk_get_rate(ov13850->xvclk) != OV13850_XVCLK_FREQ)
dev_warn(dev, "xvclk mismatched, modes are based on 24MHz\n");
ret = clk_prepare_enable(ov13850->xvclk);
if (ret < 0) {
dev_err(dev, "Failed to enable xvclk\n");
return ret;
}
if (!IS_ERR(ov13850->reset_gpio))
//复位信号输出为无效，即如果设备树中reset-gpios = <&gpio1 RK_PD1 GPIO_ACTIVE_HIGH>，此时输出的电源就是低电平
gpiod_set_value_cansleep(ov13850->reset_gpio, 0);
//打开摄像头供电的三路电源，电源的打开的顺序按照ov13850_supply_names数组中定义的顺序，由于设备树中使用的regulaor来控制电源，所以这部分代码有效
ret = regulator_bulk_enable(OV13850_NUM_SUPPLIES, ov13850->supplies);
if (ret < 0) {
dev_err(dev, "Failed to enable regulators\n");
goto disable_clk;
}
if (!IS_ERR(ov13850->reset_gpio))
//复位信号输出为有效，即如果设备树中reset-gpios = <&gpio1 RK_PD1 GPIO_ACTIVE_HIGH>，此时输出的电源就是高电平
gpiod_set_value_cansleep(ov13850->reset_gpio, 1);
usleep_range(500, 1000);
if (!IS_ERR(ov13850->pwdn_gpio))
//pwdn_gpio信号输出为有效，即如果设备树中pwdn-gpios = <&gpio1 RK_PD1 GPIO_ACTIVE_HIGH>，此时输出的电源就是高电平
gpiod_set_value_cansleep(ov13850->pwdn_gpio, 1);
/* 8192 cycles prior to first SCCB transaction */
delay_us = ov13850_cal_delay(8192);
usleep_range(delay_us, delay_us * 2);
return 0;
disable_clk:
clk_disable_unprepare(ov13850->xvclk);
return ret;
}
上面的程序看懂了，下面开始使用万用表来测量reset,pwdn这两个引脚的状态，由于摄像头初始化失败后会进行power_off操作，所以为了测量上电时电平是否正常，把__ov13850_power_off函数中代码关闭，使之一直保持在上电状态。
程序改好后，下载，测量，果然发现pwdn这个信号电平不对，这个信号串联了一个22欧姆的电阻，测量这两个电阻两边的电压一端是0V, 一端是1.8V，电阻坏了，换一个新的，同时检查了一下其他电阻有也坏的，一起更换。换好后，发现电平信号是低电平，电阻两端都是低电平，对着上电时序一下，上电后应该为高电平才对，修改设备树pwdn-gpios = <&gpio1 RK_PD2 GPIO_ACTIVE_LOW>; -->pwdn-gpios = <&gpio1 RK_PD2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;同样对比了一个reset管脚，也是设备树的配置成低电平了。编译程序，开机，摄像头驱动成功加载了，能够识别到摄像头芯片的ID, 加载了视频驱动设备video0-video8, media0。
总结调试遇到的问题，硬件问题与软件问题都有，所以一定要2方面都去查找。硬件问题就是电阻坏了。软件问题是开始设备树写的并不对，先后调整了很多次最后才调试出来的。其他要说的一点就是OV13850驱动程序的reset,pwrdn引脚的有效电平问题与其他芯片驱动的有效电平的意思正好相反，reset信号是在低电平时复位，pwrdn信号是在低电平时有效，所以原来设备树中写成GPIO_ACTIVE_LOW的方式是符合常理的，是驱动程序中把电平的高低有效用反了，实际最应该修改驱动程序ov13850.c中的程序的reset, pwrdn信号的控制电平。
显示效果
显示效果如下，此时摄像头只能显示天花板上面的灯，其他物体无法成像，只有在强光照射下才能成像，因此还需要做进一步的调试。
特别鸣谢
在调试摄像头的过程中，参考了很多csdn朋友写的文章，感谢各位的分享，我也以分享的方式回馈大家。具体参考链接如下：
RK3566调试GC2053_火柴棍mcu的博客-CSDN博客
(24条消息) 摄像头ov13850移植笔记_布道师Peter的博客-CSDN博客
(7条消息) 关于RK3399平台OV13850摄像头调试的问题_ov13850摄像头好吗_溯之源的博客-CSDN博客
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