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MIPI-csi调试

news 2025/8/16 5:24:53

调试流程

1. 硬件连线检查

  • 数据线（MIPI Data Lanes） ：
    • 确认 IMX415 模组的 4 条数据线 + 1 条时钟线连接正确。
    • 如果是 4-lane 输出，SoC 的 D-PHY 必须也配置成 4-lane 接收。
  • 控制线：

    原理图

    • I²C SDA/SCL → &i2c8 控制器管脚。
    • 复位（reset-gpios）→ 对应 GPIO。
    • 时钟输出（xvclk）→ 摄像头 MCLK 引脚。
    • 供电（avdd-supply）→ 对应电源芯片或 LDO。

    2. Device Tree (DTS) 配置确认

    详细情况请看下面设备树详解

    • 链路完整性：
      • 用文本方式查找 remote-endpoint，确认 IMX415 → D-PHY → CSI-2 → CIF/ISP 的链路闭环。
      • 确认 data-lanes 数量与硬件一致（IMX415 默认是 4 条 lane）。
    • 极性、时序：
      • reset-gpios 极性是否与模组手册一致（IMX415 通常是低电平复位）。
      • 电源域、供电电压节点是否匹配（IMX415 的 AVDD、DVDD、IOVDD 电压要求要符合规格）。
    • 模块状态：
      • 所有链路上的核心节点（&i2c8、&csi2_dcphy0、&mipi0_csi2、CIF/ISP）都要 status = "okay"。

    3. 上电与驱动加载检查

    • 查看摄像头 I²C 识别情况：

      i2cdetect -y 8  # i2c8 总线
      • 应该能看到地址 0x1a（IMX415）。
      • 如果没有：
        • 确认 xvclk 在探测前已经输出。
        • 确认复位引脚和电源时序 OK。

    • 检查驱动绑定日志：

      dmesg | grep -i imx415

      • 应看到传感器驱动注册、解析 DTS、设置时钟/供电等步骤。
      • 异常（比如 probe failed）时检查 I²C、供电和 GPIO 控制逻辑。

      4. 时钟与复位验证

      • 查看 MCLK 是否输出（用示波器测 SoC 输出脚）：
        • 正常应有 24MHz 方波（或 DTS 配置的频率）。
      • 复位引脚：
        • 上电初期保持复位电平（低），然后释放。
        • 驱动中一般会延时 5~10ms 后再拉高/低以启动工作。

    5. MIPI D-PHY/CSI-2 接收层检查

    • 分析内核日志：

      dmesg | grep -i mipi
      • 确认 CSI-2 控制器收到了帧同步信号（Frame Start/End）。

    6. ISP/CIF 数据通路验证

    • 启动视频采集：

      media-ctl -p
      • 查看 media graph 链路，确认 imx415 → csi-2 receiver → capture output 有连接。

    • 抓取图像帧：

      查看设备

      v4l2-ctl --list-device
      gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video20 ! videoconvert ! autovideosink
      • 成功抓到数据说明链路正常。
      • 如果 /dev/videoX 打不开：
        • 检查 V4L2 驱动是否注册。
        • 检查 media graph 链是否存在断链。

     结构

    IMX415 节点 和 csi2_dcphy0 节点 之间的连接

    IMX415 → D-PHY → MIPI CSI-2 控制器 → CIF/ISP 的完整视频数据流向示意图

    链路说明

  • I²C 控制链

    • &i2c8 通过 reg = <0x1a> 控制 IMX415 寄存器初始化（分辨率、帧率、MIPI 配置等）。
    • 不参与图像数据传输，仅用于控制。

  • 视频数据链

    • IMX415 的 port/endpoint (imx415_out0) 定义了它的 MIPI 输出端，data-lanes = <1 2 3 4>。
    • remote-endpoint = <&mipi_in_ucam0> 让它和 D-PHY 输入端 建立连接。
    • D-PHY 节点（&csi2_dcphy0）port@1 (csidcphy0_out) 连接到 CSI-2 控制器输入端 mipi0_csi2_input。
    • CSI-2 控制器的输出 mipi0_csi2_output 连接到 CIF/ISP 输入端 cif_mipi_in0。

  • 模块作用

    • IMX415：CMOS 传感器，输出 MIPI CSI-2 数据。
    • D-PHY：物理层收发器，将 MIPI 差分信号恢复为逻辑字节流。
    • MIPI CSI-2 控制器：协议层解析器，按 CSI-2 协议拆包，准备送往图像处理单元。
    • CIF/ISP：图像信号处理模块（去噪、白平衡、色彩校正等）。

  • DTS 关键路径对应表

    设备树详解

    csi2_dcphy0节点

    /* * csi2_dcphy0 代表第 0 路的 MIPI CSI-2 D-PHY 控制器节点* 这个节点通常负责将来自摄像头模组的 MIPI D-PHY 信号（高速差分数据）接收下来，* 然后交给后端的 CSI 控制器进行处理。*/
&csi2_dcphy0 {status = "okay";   /* 启用该硬件模块 */ports {             /* 声明该 PHY 节点的多端口连接关系 */#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;/* * port@0 表示 D-PHY 的输入端口（从摄像头进来的信号） */port@0 {reg = <0>;                /* 端口编号 0 */#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;/* endpoint@1：定义来自 imx415 摄像头的 MIPI 输入端 */mipi_in_ucam0: endpoint@1 {reg = <1>;   /* 端点编号 *//* 指向摄像头端的 remote-endpoint，用于建立连接关系 */remote-endpoint = <&imx415_out0>;/* 使用的数据通道，MIPI CSI-2 的 Lane 编号从 1 开始 */data-lanes = <1 2 3 4>;  /* 4-lane 配置, 用于高带宽传输 */};};/* * port@1 表示 D-PHY 的输出端口（往 SoC 内部 CSI 控制器送数据） */port@1 {reg = <1>;                /* 端口编号 1 */#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;/* endpoint@0：定义输出到 mipi0_csi2_input 的连接 */csidcphy0_out: endpoint@0 {reg = <0>;   /* 端点编号 *//* 指向 CSI 控制器输入端的 remote-endpoint */remote-endpoint = <&mipi0_csi2_input>;};};};
};

    解析要点

    1. &csi2_dcphy0
      这是设备树里对硬件 D-PHY 控制器的引用（& 表示引用已定义的节点）。

    2. status = "okay";
      表示启用该模块，如果是 "disabled" 则驱动不会初始化这个硬件。

    3. 多端口结构 (ports / port@x / endpoint@y)

      • 一个 D-PHY 节点通常有两个端口：
        • port@0 → 输入端，接摄像头模组 MIPI 输出。
        • port@1 → 输出端，接 SoC 内部 CSI 解析模块。
      • endpoint 内的 remote-endpoint 是建立连接的关键，它在软件中会和目标节点的 endpoint 互相指向，实现拓扑绑定。

    4. data-lanes
      定义 MIPI 使用的 数据通道，高分辨率摄像头通常用 4 lanes 提高带宽。

    i2c8 + imx415 摄像头节点

    /* * i2c8 总线节点* 这个 I²C 控制器用于与摄像头模组（IMX415）进行寄存器配置通信。* MIPI 输出数据不走 I²C，I²C 只用于初始化和控制。*/
&i2c8 {status = "okay";   /* 启用该 I²C 控制器 *//* 选择 I²C8 使用的 pin 脚复用配置 */pinctrl-0 = <&i2c8m1_xfer>;/** imx415 摄像头节点* @1a 表示 I²C 从设备地址是 0x1A*/imx415: imx415@1a {/* 兼容字符串，对应内核里的摄像头驱动匹配项 */compatible = "sony,imx415";/* I²C 地址 */reg = <0x1a>;/* 摄像头主时钟来源（来自 SoC CRU） */clocks = <&cru CLK_MIPI_CAMERAOUT_M0>;clock-names = "xvclk";  /* 该时钟在驱动中命名为 xvclk *//* 摄像头主时钟输出引脚复用配置 */pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&cam_clk0m0_clk0>;/* 摄像头所在的电源域 */power-domains = <&power RK3576_PD_VI>;/* 模组的模拟电源，电源管理用到 */avdd-supply = <&vcc_mipidcphy0>;/* 摄像头复位引脚连接到 GPIO1_PB6，低电平有效 */reset-gpios = <&gpio1 RK_PB6 GPIO_ACTIVE_LOW>;/* Rockchip 平台私有属性：摄像头模块索引（第 0 路） */rockchip,camera-module-index = <0>;/* 摄像头朝向（背面） */rockchip,camera-module-facing = "back";/* 模块型号 */rockchip,camera-module-name = "CMK-OT2022-PX1";/* 镜头型号 */rockchip,camera-module-lens-name = "IR0147-50IRC-8M-F20";/* MIPI 数据输出端口配置 */port {imx415_out0: endpoint {/* 连接到 csi2_dcphy0 的输入端 mipi_in_ucam0 */remote-endpoint = <&mipi_in_ucam0>;/* MIPI 使用的数据通道编号，4 lane */data-lanes = <1 2 3 4>;};};};
};

    解析重点

    1. clocks / clock-names

      • SoC 会通过 CLK_MIPI_CAMERAOUT_M0 输出一个稳定的 MCLK（常见 24MHz）到 IMX415 芯片。
      • 驱动中通过 "xvclk" 名来索引这个时钟。

    2. reset-gpios

      • 控制 IMX415 硬件复位引脚。上电初始化时通常：
        1. 拉低 → 延时 → 拉高 → 延时
        2. 保证芯片寄存器处于已知状态。

    3. avdd-supply

      • 指向电源管理节点，启动传感器前驱动会先 enable 电源，再给时钟，最后释放复位。

    4. port / endpoint

      • 定义 MIPI 输出的拓扑连接关系。
      • remote-endpoint = <&mipi_in_ucam0> 表示物理上 IMX415 输出连接到 D-PHY 控制器的输入端。

    5. rockchip,camera-* 属性

      • 这些是 Rockchip 平台定制的私有信息，方便上层 HAL 识别不同模组。

    mipi0_csi2 节点

    /* * mipi0_csi2 节点* 这是 MIPI CSI-2 接收控制器的实例（第 0 路）。* 它的作用是把从 MIPI D-PHY 接收的原始像素数据按照 CSI-2 协议解析成* 内部格式（例如 YUV、RAW），再送给 ISP 或 CIF（Camera Interface Framework）。*/
&mipi0_csi2 {status = "okay";   /* 启用该 MIPI CSI-2 控制器 */ports {             /* 定义该控制器的所有端口连接关系 */#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;/* * port@0 表示它的输入端口（接收来自 D-PHY 的数据流）*/port@0 {reg = <0>;             /* 端口编号 0 */#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;/* endpoint@1：接收端点，连接到 D-PHY 输出端 */mipi0_csi2_input: endpoint@1 {reg = <1>;   /* 端点编号 *//* 连接到 csi2_dcphy0 节点的输出端 csidcphy0_out */remote-endpoint = <&csidcphy0_out>;};};/** port@1 表示它的输出端口（将解析后的数据送往下一级，比如 ISP/CIF）*/port@1 {reg = <1>;             /* 端口编号 1 */#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;/* endpoint@0：输出端点，连接到 CIF/ISP 输入端 */mipi0_csi2_output: endpoint@0 {reg = <0>;   /* 端点编号 *//* 连接到 cif_mipi_in0（CIF 模块的 MIPI 输入） */remote-endpoint = <&cif_mipi_in0>;};};};
};

    解析重点

    1. 角色定位

      • mipi0_csi2 是 协议层（Protocol Layer） 模块，它在 D-PHY（物理层）和 ISP/CIF 之间。
      • 数据流向：
        摄像头 → D-PHY → CSI-2 接收控制器（本节点） → ISP/CIF。

    2. 端口关系

      • port@0（输入）
        接 csi2_dcphy0 的输出端 csidcphy0_out。
      • port@1（输出）
        接 ISP/CIF 的输入端 cif_mipi_in0。

    3. remote-endpoint 的作用
      通过 remote-endpoint 和对端的 endpoint 互相指针，使内核能识别整条 MIPI 通路。

    剩下节点

    /* * rkcif：Rockchip Camera Interface Framework 总控节点* 作用：管理整个平台上的摄像头接口模块（CIF、MIPI、LVDS）。*/
&rkcif {status = "okay"; /* 启用 CIF 框架 */
};/** rkcif_mipi_lvds：MIPI/LVDS 接口的接收模块* 作用：从 MIPI CSI-2 控制器接收像素数据。*/
&rkcif_mipi_lvds {status = "okay"; /* 启用该 MIPI/LVDS 接收器 */port {/* CIF MIPI 输入端，与 mipi0_csi2_output 相连 */cif_mipi_in0: endpoint {remote-endpoint = <&mipi0_csi2_output>; /* 从 CSI-2 控制器输出端接收数据 */};};
};/** rkcif_mipi_lvds_sditf：MIPI/LVDS 的 SDI 接口（Stream Direct Interface）* 作用：将接收到的像素数据直通给 ISP 虚拟端口。*/
&rkcif_mipi_lvds_sditf {status = "okay";port {/* MIPI/LVDS 到 ISP 的直通输出端 */mipi_lvds_sditf: endpoint {remote-endpoint = <&isp_vir0>; /* 连接 ISP 虚拟输入端口 isp_vir0 */};};
};/* * rkcif_mmu：CIF 模块的内存管理单元（MMU）。* 作用：负责内存虚拟地址到物理地址转换，用于 DMA。*/
&rkcif_mmu {status = "okay"; /* 启用 CIF MMU */
};/* * rkisp：Rockchip ISP（Image Signal Processor）* 作用：对来自 CIF/MIPI 的原始图像数据进行 ISP 处理（去噪、白平衡、颜色校正等）。*/
&rkisp {status = "okay"; /* 启用 ISP 模块 */
};/* ISP 专用 MMU */
&rkisp_mmu {status = "okay";
};/** rkisp_vir0：ISP 虚拟通道 0* 作用：ISP 的一个输入通道，可接收来自 CIF 的数据流。*/
&rkisp_vir0 {status = "okay";port {#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;/* ISP 虚拟通道 0 的输入端，与 MIPI/LVDS SDI 输出相连 */isp_vir0: endpoint@0 {reg = <0>;remote-endpoint = <&mipi_lvds_sditf>;};};
};/* ISP 虚拟通道 0 的 SDI 接口（输出） */
&rkisp_vir0_sditf {status = "okay";
};/** rkvpss：Video Post Processing Subsystem* 作用：视频后处理子系统（例如缩小、裁剪、色彩空间转换）。*/
&rkvpss {status = "okay";
};/* VPSS 的 MMU */
&rkvpss_mmu {status = "okay";
};/* VPSS 虚拟通道 0 */
&rkvpss_vir0 {status = "okay";
};

    链路流程

    1. 摄像头（通过 MIPI CSI-2 接口）输出原始图像数据|▼
2. MIPI CSI-2 控制器（例如 &mipi0_csi2）解析协议|▼
3. CIF MIPI/LVDS 接收模块（&rkcif_mipi_lvds）- DTS: 接收端口 `cif_mipi_in0`- remote-endpoint = <&mipi0_csi2_output>- 作用：从 CSI-2 控制器获取像素流，准备送给下一级|▼
4. CIF MIPI/LVDS SDI 接口（&rkcif_mipi_lvds_sditf）- DTS: 输出端口 `mipi_lvds_sditf`- remote-endpoint = <&isp_vir0>- 作用：将 CIF 接收到的数据直通给 ISP 虚拟通道|▼
5. ISP 虚拟通道 0（&rkisp_vir0）- DTS: 输入端口 `isp_vir0`- remote-endpoint = <&mipi_lvds_sditf>- 作用：作为 ISP 的一个输入 Pad，接收 CIF 提供的原始数据|▼
6. ISP 模块（&rkisp）- 作用：对 RAW 数据进行 ISP 处理（去噪、白平衡、色彩校正等），输出 YUV/RGB 格式|▼
7. ISP vir0 SDI 接口（&rkisp_vir0_sditf）- 作用：ISP 处理后的图像流出口，可送给 VPSS|▼
8. VPSS 模块（&rkvpss）- 作用：视频后处理（缩放、裁剪、旋转、格式转换等）|▼
9. VPSS 虚拟通道 0（&rkvpss_vir0）- 作用：作为 VPSS 的一个输出通道，数据可送到显示、编码器或文件输出

    图形化链路示意

    http://www.dtcms.com/a/332124.html

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