imx6平台video简介（一）

Z时代
2024-01-10
分类：技术分享

说在前面：本节内容，我们在基本上对v4l2设备的概念以及上层的调用进行详尽说明，中间有抠图行为，请见谅。只是为了说明问题。

一．V4L2概念

Videofor Linux two(Video4Linux2)简称V4L2，是V4L的改进版。V4L2是linux操作系统下用于采集图片、视频和音频数据的API接口，配合适当的视频采集设备和相应的驱动程序，可以实现图片、视频、音频的采集。

二．Linux下的V4L2架构介绍

V4L2的初衷是想为linux系统建立统一的视频类设备处理模型，让驱动开发者依靠其驱动模型轻松的完成video设备的驱动，让视频应用程序可以轻松的使用其接口完成应用程序开发。V4L2的整体架构如下图所示：

imx6平台video简介（一）

l Video设备

视频设备从输入输出来看，输入设备一般就是摄像头，输出设备常见的就是显示屏、电视机之类。

l Video设备接口

Ø 摄像头接口常用的有：

MIPI CSI：移动行业处理器接口联盟定义的摄像头数字串口接口，是当今主流的手机摄像头接口。

USB：USB摄像头一般就用在台式电脑上了，USB 协议中有专门针对video设备的接口类（interfaceclass = 0x0E）。

Ø 常见视频显示接口：

HDMI：高清晰度多媒体接口，可同时传输音频和视频信号。

VGA：一种模拟信号视频接口，数字电路中使用该类接口需要模拟视频编码器，将视频的数字信号转化为模拟信号进行传输。

TV-out：TV-out是一个泛指，同VGA一样，数字电路中使用该类接口需要用到TV视频编码器，将视频的数字信号转化成TV的模拟信号进行传输。

l Video设备接口驱动

此部分需要驱动开发者根据不同的设备接口进行，完成相应的接口驱动。

l Video设备驱动

该部分是驱动工程师重点关注、实现的对象，驱动开发者需要根据V4L2提供的的基本驱动框架模型，完成对具体视频设备硬件控制的底层实现。Drivers/media/video/vivi.c是linux为开发者提供的一个驱动源码示例。

l V4l2核心

该部分是Linux视频设备的架构核心，它对下为驱动开发者提供统一的视频设备驱动开发模型，对上为应用开发者提供操作视频设备的统一接口；Linux源码路径：drivers/media/video/v4l2-dev.c。

l V4l2应用接口

应用程序通过V4L2提供的read()、write()等API编程接口来控制操作设备，如：设置图形、数据格式、开始/结束视频捕捉。

三．芯片原理图

基于IMX6平台的dvr是I2C设备，因此上电后首先必须满足I2C通讯的时序要求，其次，dvr与车机的通路不同项目用的不一样可以通过配置0x34寄存器来实现；总的来说slave芯片的主要目的是进行数据信号的转换（940是LVDS转化为MIPI,9992是将CVBS转化为MIPI进行传输）和图像特性（亮度、饱和度以及锐度等）的设置以及滚屏等问题的处理。

另外一个就是slave芯片相对于DVR来说也是被动接受数据的；以ti940为例，当系统上电后ti940就会实时检测是否有dvr传过来的视频信号，并更新只读寄存器0x1c的bit[0]位，有数据就是MIPI，没有数据就是UNLOCK状态。

四．应用程序采集数据图像的流程

1. 调用open函数打开设备.

2. 取得设备的capability，看看设备具有什么功能，比如是否具有视频输入,或者音频输入输出等。VIDIOC_QUERYCAP,structv4l2_capability.

3. 选择视频输入，一个视频设备可以有多个视频输入VIDIOC_S_INPUT.

4. 设置视频的制式和帧格式，制式包括PAL，NTSC，帧的格式个包括宽度和高度等。例如：VIDIOC_S_STD,VIDIOC_S_FMT,structv4l2_std_id,struct v4l2_format。

5. 向驱动申请帧缓冲，一般不超过5个。struct v4l2_requestbuffers

6. 将申请到的帧缓冲映射到用户空间，这样就可以直接操作采集到的帧了，而不必去复制。

7. 将申请到的帧缓冲全部入队列，以便存放采集数据.VIDIOC_QBUF.

8. 开始视频的采集。VIDIOC_STREAMON

9. 出队列以取得已采集数据的帧缓冲，取得原始采集数据。VIDIOC_DQBUF

10. 将缓冲重新入队列尾,这样可以循环采集。VIDIOC_QBUF