RK3576 Linux myndavélaruppsetning: Frá upptökustýri til fyrstu myndar

RK3576 er örgjörvi sem Rockchip hefur þróað fyrir iðnaðarmyndgreiningu, snjallan öryggisþjónustu og AI-myndgreiningu. Hún inniheldur ISP V3.9 myndmerkjaferli (sem styður upp að 16 MP) og þrjá MIPI CSI-2 móttakamódule (tvo D-PHY V2.0 módule og einn C/D-PHY móduul). Hver D-PHY-lína styður hámarksferð á 4,5 Gbps, hver C-PHY-hópur styður 2,5 Gsps og hver CSI-tengipunktur styður fjórar virkulegar rásir.

Myndavélslausn RK3576 er hönnuð í kringum Linux Media-rammaverk og V4L2-subdev undirlausnina. Heil myndgögnaleiðin er: myndskynjari → MIPI CSI móttakastýri → VICAP myndfangunareining → ISP V3.9. Skynjarinn starfar sem sjálfstæð undirlausn og vinstrast með MIPI CSI, VICAP og ISP til að mynda heila myndfangunarrás.

Þó að RK3576 veiti þrjá MIPI CSI móttakarhringi og geti VICAP móttakað margar myndstrauma samtímis, er ISP V3.9 einhringsvélbúnaður og getur framkvæmt ISP reikniritshönnun aðeins á einum myndstraumi í einu.

Við villusækju í verkefnum geta komið upp vandamál eins og óvenjuleg I2C-samskipti, óstöðug MIPI-tenging eða mistök við stofnun Media-ferilsins, sem að lokum krefur fyrstu myndrammans útgáfu. Þessi grein skýrir heildar villusækjuaðferð út frá verkfræðilegri útfærsluskoðun og getur verið til vísbendingar fyrir villusökun í innbyggðum sjónkerfum.

1. Undirstöðuvélbúnaður og kjarni: Fjarlægja neðsta stigs vélbúnaðarvandamál áður en villusökun er hafin

Við villuafhjúpun á keyrsluforriti koma flest vandamál sem við áttum við ekki af sjálfum keyrsluforritinu heldur af neðri lögum eins og tengingum tæknis, röðun á spennuforsýningu eða vantar kjarnastillingar. Því áður en hefst í þróun á keyrsluforriti fyrir upplýsingagjafa ætti að athuga og staðfesta neðri lög tæknisins og kjarnamillilandsvæðisins fyrst.

Lykilathuganir á tækninni innihalda spennuforsýningu upplýsingagjafa, I2C-bus, MIPI-diffraða tengingar og GPIO-pinnar fyrir endurræsingu/spennustjórnun.

Röðun á spennuforsýningu upplýsingagjafa er ein af mikilvægustu hlutum við villuafhjúpun. Margar spennuforsýningar eins og AVDD, DOVDD og DVDD verða að fylgja nákvæmlega röðuninni sem tilgreind er fyrir upplýsingagjafann. Of mikil frávik í spennuforsýningunni eða rangt tímasamsetningu við virkjun/dislægjung getur beint valdið villa í I2C-samskiptum og óvenjulegri starfsemi upplýsingagjafa.

I2C-bus: Athugaðu stillingar á fjölföldun pinnanna og slavitölu upplýsingagjafa og staðfestið að I2C-afturdráttarviðrir séu rétt settir upp.

MIPI: Staðfesti CSI-tengilinn sem notast er við í vélbúnaðinum, fjölda MIPI-lína og aðlögun á rásunum fyrir mismunandi tákni. Staðfesti einnig að tilvísunartími (XVCLK) myndgeislarins sem kemur úr RK3576 virki rétt.

Endurstilla/afslökkva stýri-pinnar: Ákvarða virkileg-stig rökræði (virkt hærra/lægra), og tryggja að GPIO-stillingin passi við skýringarskýrsluna.

Kjarnastilling: Athuga kjarnavalka fyrir Miðlunarkerfið, V4L2-subdev undirlausnir, MIPI CSI stjórnunar- og PHY keyrslustuðla, VICAP og ISP V3.9. Ef nauðsynlegur hluti er ekki innbyggður í kjarnann eða er byggður sem módules en mistekst að hlaða rétt, mun Miðlunarkerfið ekki geta auðkennt myndgeisla-vélbúnaðinn. Eftir að kjarninn er búinn til og settur á tækið, athugið fyrst hvort hver keyrslustuðill hafi verið hlaðinn. Skoðið dmesg-skrána og staðfesti að engar villur séu til, svo sem vantar módules eða mistök við frumstillingu.

2. Tæki-tré (DTS) stilling: Stofna tengingar milli tækja

RK3576 myndavélar tæknitree: Það lýsir vélbúnaðaraukahlutum og notar port- og endapunktahnuta til að tengja myndvinnsluferlana milli myndveifis, MIPI CSI, VICAP og ISP.

Myndveifihnuturinn er festur undir viðkomandi I2C-busahnuta og skilgreinir I2C-slave-vistun, endurstillingarpinnann, rafmagnsloka-stjórnarpinnann og ávísunar klukkuna fyrir myndveifinn. Eiginleikar geta verið stilltir til að fresta uppsetningu myndveifisins þar til CSI PHY vélbúnaðurinn er tilbúinn, sem krefst ekki tímaþáttarkeppni vegna ótilbúins PHY. Endapunkturinn innan port-hnuta myndveifihnutsins bendir á MIPI CSI inntak og tilgreinir fjölda MIPI gögnalína.

MIPI CSI-stýrihnútinn inniheldur tvo gáttir: inntakið er tengt myndskynjara og úttakið er tengt VICAP-einingunni. VICAP sendir síðan myndgögn til ISP V3.9. Athugið að endapunktar verða að vísa í hvorn annan tvíhliða og eiginleikarnir fyrir fjartengda endapunkta á báðum endum verða að samsvara einn við einn. Ef tvíhliða tengingin passar ekki, getur Miðlunarkerfið ekki skilgreint heildar gögnaleiðina. Eftir að hafa breytt, samþáttað og sett DTS-inn í kerfið, skoðið fyrst dmesg-skjáloggið til að staðfesta að allir tæknihnútar séu í venjulegu ástandi og að engar endurtekningar af ósýnilegum biðvillum komi upp. Endurtekin biðvilluathugun bendir venjulega á rangar stillingar á GPIO, klukku eða aflafrumum.

3. Þróun á undirhlutastýrihluta fyrir skynjara: V4L2-undirhlutamódelið

Stýrikerfi RK3576-sensorns er þróað byggt á V4L2-subdev-rammanum. Stýrikerfið fyrir sensorn býr ekki til /dev/video hnút; það er aðeins til sem Media undirhlutur. Aðalábyrgðir þess eru uppsetning á skránum í sensornum, stjórnun á aflvinnu og endurræsingu, uppsetning á myndasniði og stjórnun á upphafi/lokun á streymi.

Stýrikerfið er aðallega skipt í fimm einingar: I2C uppgötvun, stjórnun á aflvinnu og endurræsingu, skrá yfir stillingar á stillingum, uppsetning á sniði á pöddum og stjórnun á upphafi/lokun á streymi.

Á því tímabili sem keyrslustýringin skoðar lyklinn er Chip-auðkenni lyklins lesið yfir I2C til að staðfesta að lykillinn sé rétt viðurkenndur. Ef lesning á auðkenninu mistekst, getur leit að villum verið beind beint að I2C-, aflægðar- og endurræsingarvillum í vélbúnaðinum. Aflægðar- og endurræsingarfunktiónum er útfært heilbrigða röð af aðgerðum fyrir upphaf og lok á virkjun lyklins: við upphaf virkjunar er hver aflægðarliður virkjaður í röð, endurræsingarpinninn er virkjaður fyrir tilgreinda biðtíma, síðan er endurræsingin hætt og lyklinn gefinn tími til að stöðvast innan í sér. Röðin fyrir lok á virkjun framkvæmir öfugar aðgerðir.

Töflurnar fyrir stillingarhaminn geyma fullkomnar stillingar á skynjarahefðum fyrir mismunandi upplausnir, myndhraða og MIPI-hraða. Þegar efri lagið skiptir um taka-stillingar skrifar stýrikerfið viðeigandi heildarstillingu á hefðum. Viðmót fyrir pad-formatið stillir myndasniðið á miðlunarsambandinu, sem verður að passa nákvæmlega við Bayer-sniðið sem skynjarinn framleiðir (t.d. BGGR eða RGGB). Rangar stillingar valda beint litvillum í myndinni. Viðmót fyrir streymi-stjórnun notar stream_on til að skrifa skipanir á hefðum sem virkja MIPI-myndútgang skynjarans, en stream_off stöðvar útsendingu mynda. Eftir að stýrikerfið er útfært eru byggingarvalmöguleikar bættir við kernel-Kconfig og Makefile svo að stýrikerfið geti verið annað hvort innbyggt í kjarnann eða samþáttað sem hlaðanlegt kjarnamóðul.

4. Skref fyrir skref: Fá fyrstu myndina með því að nota leitarskref fyrir skref

Ekki er mælt með að reyna að taka mynd strax. Notið þrístiga villuleit með lagagreiningu: staðfestið að keyrslustýri skynjans virki → staðfestið að miðlunarkerfið (Media pipeline) sé fullkomið tengt → takið hrámyndir með V4L2.

Stig 1: Staðfestið að keyrslustýri skynjans virki

Eftir að kerfið hefur ræst skoðið dmesg og leitið að skilaboðum sem keyrslustýri skynjans prentar. Notið i2cdetect til að skanna viðeigandi I2C-bus og staðfestið hvort slav-talasvæði skynjans sé fundið.

• Ef engin I2C-tæki eru fundin: Athugið aflæðingu skynjans, endursetningarrásina, I2C-hardwaresambönd og pinnamargföldun (pin multiplexing).
• Ef I2C-talasvæðið er hægt að finna en lesa Chip ID gefur óvenjulegar niðurstöður: I2C-hardwareleiðin virkar og vandamálið er líklega rangt skráarheiti eða missamskeyting á skynjategund.

Stig 2: Staðfestið miðlunarkerfið (Media Framework Pipeline)

Notaðu media-ctl til að skoða listann yfir miðlunartæki (Media device) einingar. Í venjulegum aðstæðum ættu undir-tæki (subdevice) eins og skynjari (sensor), mipi_csi, vicap og isp39 að vera sýnileg, með hverjum pad-hólfum rétt viðurkenndum.

• Ef skynjaraeiningin er ekki sýnileg: hefur skynjarastjórnunarforritið (sensor driver) mistekist í upphafshleðslu (probe).
• Ef einingarnar eru til staðar en tengingin er óvirk: er tvíhliða samparun á endapunktum (endpoint bidirectional pairing) í DTS-ráðgjöfarskránni rangt sett.

Við villuuppgötvun (debugging) má nota media-ctl til að stilla allan framleiðsluskeiðinn (pipeline) handvirkt: stofna tengingar milli eininga og setja myndasnið, auðkenni (resolution) og rásaruppsetningu (lane configuration) fyrir hvert undir-tæki. Villur frá media-ctl koma almennt vegna of mikillar fjölda rása (lane count), rangs miðlunarsniðs (media-bus format) eða of hárra auðkennis (resolution) sem fer yfir tæknilegar getur skynjarans. Tenging sem tekst vel með media-ctl gefur til kynna að hugbúnaðarvegurinn frá skynjaranum til ISP-heildarinnar hafi verið stofnaður.

Stig 3: Taka mynd með V4L2 og fá fyrstu hrámynd (raw frame)

VICAP/ISP býr til /dev/video hnútpunktinn, sem þjónar sem inntakspunktur fyrir myndavöxtun í notandarúminu. Notaðu v4l2-ctl til að stilla myndpixlaskipanina, taka eina myndramma með mmap og vista Bayer RAW-gögnin. Ef stærðin á útvarpnum RAW-skrá samsvarar þeirri í kenningu hefur fyrsta myndramman verið tekinn áfram með góðum árangri. RAW-skráin má síðan skoða með stjórnunarforriti fyrir myndagreiningu til að kanna upprunalegu Bayer-myndina.

5. Algengar aðferðir við villuleit

• media-ctl skilar villa við tengistillingu: Athugaðu fyrst tvíhliða DTS-endapunktatenginguna, svo staðfestu media-bus-skipanina, auðkenninguna og fjölda rása.
• V4L2 myndrammatöku tíma út án útgangs á myndgögnum: Staðfestu að stream_on sé keyrt rétt innan keyrslustuðulsins, að CSI PHY hafi náð klukkustöðugleika og að skynjarinn sendi raunverulega MIPI-gögn.
• Skemmdar myndir eða strikjaður hljóðbólur: Mögulegar ástæður eru rangur MIPI klukkufrequens, rangt fjöldi rása, ósamsvörun á Bayer-mynstur eða of mikil sveifla á rafmagnsútfærslu myndskynjarans.
• Óregluleg myndúttak eða stundum tap á myndum: Tími fyrir virkjun/endurræsingu myndskynjarans gæti ekki uppfyllt kröfur eða rafmagnsútfærsla vélbúnaðarins gæti verið óstöðug.

Við höfum fullþroska RK3576 lausn og fræðikunnáttu í sérsniðnum þróun, viðlagun vélbúnaðar og framleiðslu í stórskala. Fyrir mismunandi myndskynjara og kröfur um upplausn/myndhraða getum við gefið uppbyggingarviðgerðir á vélbúnaði, villuleit á keyrslustýrisvörunum og fullstæða kerfisoptímun til að styðja á skilvirkan hátt sérsniðin verkefni í iðnaðarmyndgreiningu, snjallri öryggislausn, AI-myndgreiningartæki og öðrum forritum. Hafðu samband við okkur á [email protected].