Linux 下摄像头驱动支持情况
Linux 下摄像头驱动支持情况
Linux 下摄像头驱动支持情况
https://www.360docs.net/doc/ef17849246.html,/blog/cns!97719476F5BAEDA4!1336.entry
https://www.360docs.net/doc/ef17849246.html,/blog/static/131286274201063152423963/
本文所说的摄像头(Webcam)，特指USB摄像头。
在Windows下，摄像头驱动由厂商开发并提供。但在Linux下，因商业利益有限，只有极少厂商愿意提供摄像头驱动支持。这并不妨碍Linux下摄像头的使用——广大第三方志愿者维护着大大小小的驱动。之前做过一个嵌入式皮毛项目，虽然摄像头驱动不关我的事，在好奇心驱使下简要探索了一番。结果是有些胸闷，它们像蜘蛛丝一样杂乱。写本文的动机是想理清一下主线，给后来者提供一点有限的参考，但无法保证下面的文字完全正确。
常见的摄像头驱动有以下几个系列：OVCam drivers(ov5xx)
该系列驱动是针对OmniVision OV5xx系列芯片，此类芯片被广泛运用于各种USB摄像头中，在嵌入式开发板上尤其常见。凡是使用了OV511/OV511+/OV518 /OV6620/OV6630/OV7610/OV7620/OV7 620AE等图像传感器的摄像头都可以在该驱动下工作。
项目主页：https://www.360docs.net/doc/ef17849246.html,/ov511/
Philips USB Webcam Driver(pwc) 该驱动主要用于Philips及pwc芯片兼容摄像头。由于原开发者与Philips公司签有保密协定，该驱动以二进制形式提供，后来被踢出内核，引起一场口水战：是用户需求重要还是保持内核纯洁重要？所幸后续开发者从原项目上创建了一个新的分支，使得该项目继续存活。
项目主页：https://www.360docs.net/doc/ef17849246.html,/linux/pwc/
QuickCam USB camera driver (qc-usb) 该驱动主要用于Logitech公司的QuickCam Express系列和其它兼容型号摄像头。最初由Georg Acher开发，当时命名为qce-ga。Jean-Frederic Clere参考该驱动创建出了第一个Video4Linux兼容驱动。从那开始，不断有开发者加入，使得该驱动逐渐能够支持新的摄像头和芯片。在此期间，该驱动更名为qc-usb，更为广泛地支持其它QuickCam USB摄像头，而不再是局限于Express系列。
项目主页：https://www.360docs.net/doc/ef17849246.html,/
QuickCam Messenger & Communicate driver(quickcam) 这是另一个针对QuickCam摄像头的驱动，它仅支持某一些型号，并且与qc-usb驱动不兼容。项目主页：http://home.mag.cx/messenger/
SPCA webcam driver(gspca/spca5xx) 该系列驱动适用于Sunplus芯片摄像头，也适用于
其它芯片，如目前国内山寨摄像头一哥“中星微”(Z-Star)芯片。Michel Xhaard是该项目的维护者，他在60岁左右的时候（大约是2003年）从一种普通常见的驱动入手，进而不断修改开发成一个支持250种以上摄像头的通用驱动。他还写了流媒体服务器spcaserv与客户端spcaview。不少高校所谓的嵌入式无线网络视频传输项目，就是从这两个东西来的。
项目主页：http://mxhaard.free.fr/spca5xx.html
Linux UVC driver(uvc) 该驱动适用于符合USB视频类(USB Video Class)规范的摄像头设备，它包括V4L2内核设备驱动和用户空间工具补丁。大多数大容量存储器设备（如优盘）都遵循USB规范，因而仅用一个单一驱动就可以操作它们。与此类似，UVC兼容外设只需要一个通用驱动即可。
USB摄像头大体上可以二分为UVC cameras和non-UVC cameras。推荐购买UVC cameras。UVC是一个开放的标准，拥有维护良好的驱动，它属于内核代码的一部分。插入摄像头后就可以工作，而无须编译或安装额外的驱动。non- UVC cameras通常情况下不比UVC cameras工作出色，前者的驱动并不遵循通用的协议，需要针对每种摄像头做出单独的处理，这往往需要一个逆向工程的探索过程。
判断一个摄像头是否属于UVC规范可以使用下面方法：
1.使用lsusb命令或其它硬件信息查看工具找出摄像头的设备号(Vendor ID)和产品号(Product ID)。如Logitech Quickcam for Notebooks Pro摄像头是046d:08cb；
2.查找是否有视频类接口信息
lsusb -d 046d:08cb -v | grep "14 Video"
如果该摄像头兼容UVC，则会输出类似信息
bFunctionClass 14 Video
bInterfaceClass 14 Video
bInterfaceClass 14 Video
bInterfaceClass 14 Video
若无以上信息，则是non-UVC设备。
项目主页：http://linux-uvc.berlios.de/
在Linux下摄像头驱动有三种存在形式，内置于内核(within the kernel)，做为一个外挂的模块(module)，或者是预编译的二进制程序(pre-compiled binary)。
Linux内核树会不断合并优秀的驱动。从2.4内核起，ov5xx驱动就已经是内核代码的一部分。从2.6.26开始，Linux内核原生包含uvc 驱动。2.6.27内核又吸收进了gspca/spca5xx 系列驱动。常见的Linux发行版所配置的内核，一般都已将这些驱动选项打开，而无需用户另外编译。内核的.config文件中有许多配置变量等式，用来说明内核配置的结果。y表示本编译选项对应的内核代码被静态编译进Linux内核；m表示本编译选项对应的内核代码被编译成模块；n表示不选择此编译选项。
以Fedora12/boot下的config文件为例
cat /boot/config-2.6.31.12-174.2.3.fc12.i686 | grep CONFIG_USB_GSPCA
CONFIG_USB_GSPCA=m
CONFIG_USB_GSPCA_CONEX=m
CONFIG_USB_GSPCA_ETOMS=m
CONFIG_USB_GSPCA_FINEPIX=m
CONFIG_USB_GSPCA_MARS=m
CONFIG_USB_GSPCA_MR97310A=m
CONFIG_USB_GSPCA_OV519=m
CONFIG_USB_GSPCA_OV534=m
CONFIG_USB_GSPCA_PAC207=m
CONFIG_USB_GSPCA_PAC7311=m
CONFIG_USB_GSPCA_SN9C20X=m
CONFIG_USB_GSPCA_SN9C20X_EVDEV=y
CONFIG_USB_GSPCA_SONIXB=m
CONFIG_USB_GSPCA_SONIXJ=m
CONFIG_USB_GSPCA_SPCA500=m
CONFIG_USB_GSPCA_SPCA501=m
CONFIG_USB_GSPCA_SPCA505=m
CONFIG_USB_GSPCA_SPCA506=m
CONFIG_USB_GSPCA_SPCA508=m
CONFIG_USB_GSPCA_SPCA561=m
CONFIG_USB_GSPCA_SQ905=m
CONFIG_USB_GSPCA_SQ905C=m
CONFIG_USB_GSPCA_STK014=m
CONFIG_USB_GSPCA_SUNPLUS=m
CONFIG_USB_GSPCA_T613=m
CONFIG_USB_GSPCA_TV8532=m
CONFIG_USB_GSPCA_VC032X=m
CONFIG_USB_GSPCA_ZC3XX=m
可以看到gspca系列驱动被编译为模块。当插入摄像头后，使用dmesg命令可以打印出以下信息：
usb 1-1.2: new full speed USB device using ehci_hcd and address 6
usb 1-1.2: New USB device found, idVendor=046d, idProduct=08af
usb 1-1.2: New USB device strings: Mfr=0, Product=0, SerialNumber=0
usb 1-1.2: configuration #1 chosen from 1 choice
gspca: probing 046d:08af
zc3xx: probe 2wr ov vga 0x0000
zc3xx: probe sensor -> 0011
zc3xx: Find Sensor HV7131R(c)
gspca: probe ok
这说明该摄像头被识别，且自动挂载了gspca系列下的zc3xx驱动。
如果由于某种原因，已配置的内核中没有包括摄像头驱动，可以重新配置内核选项，用新编译的内核替换原有的旧内核。或者是依据设备号及产品号，直接到对应驱动的项目主页，下载源码进行编译。
最后总结一下
如果你想买一个摄像头，推荐买Logitech的，买符合UVC驱动的，可以到这里挑一款。
如果你已经有了一个摄像头，先插进去看看，Linux对它有没有反应。记录dmesg输出信息，记录lsusb输出设备号，以设备号为关键字上Google搜索。
参考资源https://www.360docs.net/doc/ef17849246.html,/HOWTO/Webcam-HOWTO/
https://www.360docs.net/doc/ef17849246.html,/courses/kern el/articles/19988.shtml
https://www.360docs.net/doc/ef17849246.html,/
/r/n/n本文来自CSDN博客，转载请标明出处：https://www.360docs.net/doc/ef17849246.html,/article/program/embed/2011-05-03/23952.html
深圳市银之杰科技股份有限公司 摄像头基础知识培训 一.摄像头种类 (3) 二.USB摄像头工作原理 (3) 三.摄像头零件解构 (4) 1、图像传感器SENSOR (4) 2、数字信号处理芯片DSP (5) 3、镜头（LENS） (5) 4、USB线 (7) 四.摄像头驱动 (9) 五.摄像头的一些名词分辩率 (9) 1、分辨率 (9) 2、感光面积 (10) 3、灯光条纹（属于软件问题） (10) 4、景深 (12) 5、清晰度 (13) 6、坏点（属于硬件问题） (13) 7、色彩还原 (14)
8、FOV (14) 9、帧率 (15) 10、视频格式 (16) 11、失真（畸变） (17) 12、白平衡 (18) 13、曝光 (19) 14、带宽 (20) 15、DPI (21) 16、拍照方式 (22) 17、错误码 (23)
一.摄像头种类 摄像头是一种光电转换设备，种类主要包括USB 摄像头(USB 接口)，手机摄像头(DVP&MIPI 接口)，模拟摄像头(AV 接口，主要用于监控，车载等)，网络摄像头(RJ45&无线接口，主要用于监控)等。 USB 摄像头手机摄像头模拟摄像头网络摄像头 二.USB 摄像头工作原理 摄像头的工作原理大致为： 景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器（SENSOR）表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过USB 接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。
三.摄像头零件解构 1、图像传感器SENSOR 在摄像头的三大结构组件中，我认为最重要的就是图像传感器了，因为感光器对成像质量起着决定性的作用，如果图像传感器效果不怎么好，无论后端的DSP和电脑端应用软件再强大，也不可能让图像效果有大的提升，而一个效果好的图像传感器采集到的图像甚至可以不需要后端处理。 感光芯片可以分为两类： CCD（charge couple device）：电荷耦合器件 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)：互补金属氧化物半导体 CCD的价格比较高，多用在网络摄像头，车载摄像头等监控设备上，还有就是数码相机，而CMOS摄像头则是非常主流（性能，包括价格）的大众级产品，从理论上说，CCD 传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器，而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。 简单地讲，就是CCD摄像头成像质量会更好，图像明锐通透、细节丰富，色彩还原度好，曝光准确。 之前的CMOS都是属于前照式，但随着科技的发展，现在的CMOS也发展出了背照式CMOS，背照式CMOS的制作工艺和前照式不同，能增大感光量，提高拍摄灵敏度，显著提高低光照条件下的拍摄效果，像现在我们的手机和数码相机800万及以上的摄像头，都已经采用了背照式。
Linux 字符设备基础 字符设备驱动程序在系统中的位置 操作系统内核需要访问两类主要设备，简单的字符设备，如打印机，键盘等；块设备，如软盘、硬盘等。与此对应，有两类设备驱动程序。分别称为字符设备驱动程序和块设备驱动程序。两者的主要差异是：与字符设备有关的系统调用几乎直接和驱动程序的内部功能结合在一起。而读写块设备则主要和快速缓冲存储区打交道。只有需要完成实际的输入／输出时，才用到块设备驱动程序。见下图： Linux 设备驱动程序的主要功能有： ● 对设备进行初始化； ● 使设备投入运行和退出服务； ● 从设备接收数据并将它们送到内核； ● 将数据从内核送到设备； ● 检测和处理设备出现的错误。 当引导系统时，内核调用每一个驱动程序的初始化函数。它的任务之一是将这一设备驱动程序使用的主设备号通知内核。同时，初始化函数还将驱动程序中的函数地址结构的指针送给内核。 内核中有两X 表。一X 表用于字符设备驱动程序，另一X 用于块设备驱动程序。这两X 表用来保存指向file_operations 结构的指针， 设备驱动程序内部的函数地址就保
存在这一结构中。内核用主设备号作为索引访问file_operations结构，因而能访问驱动程序内的子程序。 从开机到驱动程序的载入 系统启动过程中可能出现几种不同的方式检测设备硬件。首先机器硬件启动时BIOS会检测一部分必要的设备，如内存、显示器、键盘和硬盘等等。机器会把检测到的信息存放在特定的位置，如CMOS数据区。而另外某些设备会由设备驱动程序进行检测。 1 开机 2 引导部分（linux/config.h，arch/i386/boot/bootsect.S） 3 实模式下的系统初始化（arch/i386/boot/setup.S） 4 保护模式下的核心初始化 5 启动核心（init/main.c） init函数中函数调用关系如下： main.c init() filesystems.c sys_setup() genhd.c device_setup() mem.c chr_dev_init() 至此，驱动程序驻入内存。 设备驱动程序基本数据结构： struct device_struct 系统启动过程中要登记的块设备和字符设备管理表的定义在文件fs/devices.c中：struct device_struct { const char * name; struct file_operations * fops; }; static struct device_struct chrdevs[MAX_CHRDEV]; static struct device_struct blkdevs[MAX_BLKDEV]; 其实块设备表和字符设备表使用了相同的数据结构。在某些系统中，这些设备表也称作设备开关表，不同的是它们直接定义了一组函数指针进行对设备的管理。而这里系统用文件操作（file_operations）代替了那组开关。文件操作是文件系统与设备驱动程序之间的接口，系统特殊文件在建立的时候并没有把两者对应起来，只是把设备的缺省文件结构和i节点结构赋给设备文件，而真正的对应定义在系统启动之后，当设备被打开时时才进行的。 操作blkdev_open和chrdev_open定义在文件devices.c中，它们的基本功能是当设备文件初次打开时，根据该文件的i节点信息找到设备真正的文件操作接口，然后更新原来的设
Linux设备驱动程序设计实例2007-03-03 23:09 Linux系统中，设备驱动程序是操作系统内核的重要组成部分，在与硬件设备之间 建立了标准的抽象接口。通过这个接口，用户可以像处理普通文件一样，对硬件设 备进行打开(open)、关闭(close)、读写(read/write)等操作。通过分析和设计设 备驱动程序，可以深入理解Linux系统和进行系统开发。本文通过一个简单的例子 来说明设备驱动程序的设计。 1、程序清单 //MyDev.c 2000年2月7日编写 #ifndef __KERNEL__ #define __KERNEL__//按内核模块编译 #endif #ifndef MODULE #define MODULE//设备驱动程序模块编译 #endif #define DEVICE_NAME "MyDev" #define OPENSPK 1 #define CLOSESPK 2 //必要的头文件 #include
一、摄像头简介 摄像头（CAMERA）又称为电脑相机、电脑眼等，它作为一种视频输入设备，在过去被广泛的运用于视频会议、远程医疗及实时监控等方面。近年以来，随着互联网技术的发展，网络速度的不断提高，再加上感光成像器件技术的成熟并大量用于摄像头的制造上，这使得它的价格降到普通人可以承受的水平。普通的人也可以彼此通过摄像头在网络进行有影像、有声音的交谈和沟通，另外，人们还可以将其用于当前各种流行的数码影像、影音处理。 二、摄像头的分类 摄像头分为数字摄像头和模拟摄像头两大类。模拟摄像头可以将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，进而将其储存在计算机里。模拟摄像头捕捉到的视频信号必须经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后才可以转换到计算机上运用。数字摄像头可以直接捕捉影像，然后通过串、并口或者USB接口传到计算机里。现在电脑市场上的摄像头基本以数字摄像头为主，而数字摄像头中又以使用新型数据传输接口的USB 数字摄像头为主，目前市场上可见的大部分都是这种产品。除此之外还有一种与视频采集卡配合使用的产品，但目前还不是主流。 由于个人电脑的迅速普及，模拟摄像头的整体成本较高等原因，USB接口的传输速度远远高于串口、并口的速度，因此现在市场热点主要是USB接口的数字摄像头。以下主要是指USB接口的数字摄像头。 三、摄像头的工作原理 摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。 注1：图像传感器（SENSOR）是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP（DIGITAL SIGNAL PROCESSING）功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 DSP结构框架: 1. ISP（image signal processor）（镜像信号处理器） 2. JPEG encoder（JPEG图像解码器） 3. USB device controller（USB设备控制器）
linux驱动程序的编写 一、实验目的 1.掌握linux驱动程序的编写方法 2.掌握驱动程序动态模块的调试方法 3.掌握驱动程序填加到内核的方法 二、实验内容 1. 学习linux驱动程序的编写流程 2. 学习驱动程序动态模块的调试方法 3. 学习驱动程序填加到内核的流程 三、实验设备 PentiumII以上的PC机，LINUX操作系统，EL-ARM860实验箱 四、linux的驱动程序的编写 嵌入式应用对成本和实时性比较敏感，而对linux的应用主要体现在对硬件的驱动程序的编写和上层应用程序的开发上。 嵌入式linux驱动程序的基本结构和标准Linux的结构基本一致，也支持模块化模式，所以，大部分驱动程序编成模块化形式，而且，要求可以在不同的体系结构上安装。linux是可以支持模块化模式的，但由于嵌入式应用是针对具体的应用，所以，一般不采用该模式，而是把驱动程序直接编译进内核之中。但是这种模式是调试驱动模块的极佳方法。 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节,这样在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件,应用程序可以像操作普通文件一样对硬件设备进行操作。同时,设备驱动程序是内核的一部分,它完成以下的功能:对设备初始化和释放;把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据;读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据;检测和处理设备出现的错误。在linux操作系统下有字符设备和块设备，网络设备三类主要的设备文件类型。 字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读写请求时,实际的硬件I/O一般就紧接着发生了;块设备利用一块系统内存作为缓冲区,当用户进程对设备请求满足用户要求时,就返回请求的数据。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的,以免耗费过多的CPU时间来等待。 1 字符设备驱动结构 Linux字符设备驱动的关键数据结构是cdev和file_operations结构体。
Linux驱动程序工作原理简介 一、linux驱动程序的数据结构 (1) 二、设备节点如何产生？ (2) 三、应用程序是如何访问设备驱动程序的？ (2) 四、为什么要有设备文件系统？ (3) 五、设备文件系统如何实现？ (4) 六、如何使用设备文件系统？ (4) 七、具体设备驱动程序分析 (5) 1、驱动程序初始化时，要注册设备节点，创建子设备文件 (5) 2、驱动程序卸载时要注销设备节点，删除设备文件 (7) 参考书目 (8) 一、linux驱动程序的数据结构 设备驱动程序实质上是提供一组供应用程序操作设备的接口函数。 各种设备由于功能不同，驱动程序提供的函数接口也不相同，但linux为了能够统一管理，规定了linux下设备驱动程序必须使用统一的接口函数file_operations 。 所以，一种设备的驱动程序主要内容就是提供这样的一组file_operations 接口函数。 那么，linux是如何管理种类繁多的设备驱动程序呢？ linux下设备大体分为块设备和字符设备两类。 内核中用2个全局数组存放这2类驱动程序。 #define MAX_CHRDEV 255 #define MAX_BLKDEV 255 struct device_struct { const char * name; struct file_operations * fops; }; static struct device_struct chrdevs[MAX_CHRDEV]; static struct { const char *name; struct block_device_operations *bdops; } blkdevs[MAX_BLKDEV]; //此处说明一下，struct block_device_operations是块设备驱动程序内部的接口函数，上层文件系统还是通过struct file_operations访问的。
实现如下的功能: --字符设备驱动程序的结构及驱动程序需要实现的系统调用 --可以使用cat命令或者自编的readtest命令读出"设备"里的内容 --以8139网卡为例,演示了I/O端口和I/O内存的使用 本文中的大部分内容在Linux Device Driver这本书中都可以找到, 这本书是Linux驱动开发者的唯一圣经。 ================================================== ===== 先来看看整个驱动程序的入口,是char8139_init(这个函数 如果不指定MODULE_LICENSE("GPL", 在模块插入内核的 时候会出错,因为将非"GPL"的模块插入内核就沾污了内核的 "GPL"属性。 module_init(char8139_init; module_exit(char8139_exit; MODULE_LICENSE("GPL"; MODULE_AUTHOR("ypixunil"; MODULE_DESCRIPTION("Wierd char device driver for Realtek 8139 NIC"; 接着往下看char8139_init( static int __init char8139_init(void {
int result; PDBG("hello. init.\n"; /* register our char device */ result=register_chrdev(char8139_major, "char8139", &char8139_fops; if(result<0 { PDBG("Cannot allocate major device number!\n"; return result; } /* register_chrdev( will assign a major device number and return if it called * with "major" parameter set to 0 */ if(char8139_major == 0 char8139_major=result; /* allocate some kernel memory we need */ buffer=(unsigned char*(kmalloc(CHAR8139_BUFFER_SIZE, GFP_KERNEL; if(!buffer { PDBG("Cannot allocate memory!\n"; result= -ENOMEM;
Linux字符设备驱动（转载） 来源: ChinaUnix博客日期：2008.01.01 18:52(共有0条评论) 我要评论 Linux字符设备驱动（转载） 这篇文章描述了在Linux 2.4下，如何建立一个虚拟的设备，对初学者来说很有帮助。原文地址：https://www.360docs.net/doc/ef17849246.html,/186/2623186.shtml Linux下的设备驱动程序被组织为一组完成不同任务的函数的集合，通过这些函数使得Windows的设备操作犹如文件一般。在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作，如open ()、close ()、read ()、write () 等。 Linux主要将设备分为二类：字符设备和块设备。字符设备是指设备发送和接收数据以字符的形式进行；而块设备则以整个数据缓冲区的形式进行。字符设备的驱动相对比较简单。 下面我们来假设一个非常简单的虚拟字符设备：这个设备中只有一个4个字节的全局变量int global_var，而这个设备的名字叫做"gobalvar"。对"gobalvar"设备的读写等操作即是对其中全局变量global_var的操作。 驱动程序是内核的一部分，因此我们需要给其添加模块初始化函数，该函数用来完成对所控设备的初始化工作，并调用register_chrdev() 函数注册字符设备： static int __init gobalvar_init(void) { if (register_chrdev(MAJOR_NUM, " gobalvar ", &gobalvar_fops)) { //…注册失败 } else
一、摄像头结构和工作原理. 拍摄景物通过镜头，将生成的光学图像投射到传感器上，然后光学图像被转换成电信号，电信号再经过模数转换变为数字信号，数字信号经过DSP加工处理，再被送到电脑中进行处理，最终转换成手机屏幕上能够看到的图像。 数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。DSP结构框架: 1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器) 2. JPEG encoder(JPEG图像解码器) 3. USB device controller(USB设备控制器) 常见的摄像头传感器类型主要有两种， 一种是CCD传感器（Chagre Couled Device），即电荷耦合器。 一种是CMOS传感器（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）即互补性金属氧化物半导体。 CCD的优势在于成像质量好，但是制造工艺复杂，成本高昂，且耗电高。在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，但图像质量相比CCD来说要低一些。CMOS影像传感器相对CCD具有耗电低的优势，加上随着工艺技术的进步，CMOS的画质水平也不断地在提高，所以目前市面上的手机摄像头都采用CMOS传感器。
手机摄像头的简单结构 滤光片有两大功用: 1.滤除红外线。滤除对可见光有干扰的红外光，使成像效果更清晰。 2.修整进来的光线。感光芯片由感光体(CELL)构成,最好的光线是直射进来,但为了怕干扰到邻近感光体,就需要对光线加以修整,因此那片滤光片不是玻璃,而是石英片,利用石英的物理偏光特性,把进来的光线,保留直射部份,反射掉斜射部份,避免去影响旁边的感光点. 二、相关参数和名词 1、常见图像格式 1.1 RGB格式： 传统的红绿蓝格式，比如RGB565，RGB888，其16-bit数据格式为5-bit R + 6-bit G + 5-bit B。G多一位，原因是人眼对绿色比较敏感。 1.2 YUV格式： luma (Y) + chroma (UV) 格式。YUV是指亮度参量和色度参量分开表示的像素格式，而这样分开的好处就是不但可以避免相互干扰，还可以降低色度的采样率而不会对图像质量影响太大。YUV是一个比较笼统地说法，针对它的具体排列方式，可以分为很多种具体的格式。 色度(UV)定义了颜色的两个方面─色调与饱和度，分别用CB和CR表示。其中，Cr反映了RGB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异。而Cb反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之间的差异。 主要的采样格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2、YCbCr 4:1:1和 YCbCr 4:4:4。 1.3 RAW data格式： RAW图像就是CMOS或者CCD图像感应器将捕捉到的光源信号转化为数字信号的原始数据。RAW文件是一种记录了数码相机传感器的原始信息，同时记录了由相机拍摄所产生的一些元数据（Metadata，如ISO的设置、快门速度、光圈值、白平衡等）的文件。RAW是未经处理、也未经压缩的格式，可以把RAW概念化为“原始图像编码数据”或更形象的称
---简介 Linux下的MISC简单字符设备驱动虽然使用简单，但却不灵活。 只能建立主设备号为10的设备文件。字符设备比较容易理解，同时也能够满足大多数简 单的硬件设备,字符设备通过文件系统中的名字来读取。这些名字就是文件系统中的特 殊文件或者称为设备文件、文件系统的简单结点，一般位于/dev/目录下使用ls进行查 看会显示以C开头证明这是字符设备文件crw--w---- 1 root tty 4, 0 4月 14 11:05 tty0。 第一个数字是主设备号，第二个数字是次设备号。 ---分配和释放设备编号 1)在建立字符设备驱动时首先要获取设备号，为此目的的必要的函数是 register_chrdev_region,在linux/fs.h中声明：int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name);first是你想 要分配的起始设备编号，first的次编号通常是0，count是你请求的连续设备编号的 总数。count如果太大会溢出到下一个主设备号中。name是设备的名字，他会出现在 /proc/devices 和sysfs中。操作成功返回0，如果失败会返回一个负的错误码。 2)如果明确知道设备号可用那么上一个方法可行，否则我们可以使用内核动态分配的设 备号int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor,unsigned int count, char *name);dev是个只输出的参数，firstminor请求的第一个要用的次编号， count和name的作用如上1)对于新驱动，最好的方法是进行动态分配 3)释放设备号，void unregister_chrdev_region(dev_t first unsigned int count); ---文件操作file_operations结构体，内部连接了多个设备具体操作函数。该变量内部 的函数指针指向驱动程序中的具体操作，没有对应动作的指针设置为NULL。 1)fops的第一个成员是struct module *owner 通常都是设置成THIS_MODULE。 linux/module.h中定义的宏。用来在他的操作还在被使用时阻止模块被卸载。 2)loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);该方法用以改变文件中的当前读/ 写位置 返回新位置。 3)ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);该函数用 以从设备文件 中读取数据，读取成功返回读取的字节数。
一、课程设计目的 Linux 系统的开源性使其在嵌入式系统的开发中得到了越来越广泛的应用，但其本身并没有对种类繁多的硬件设备都提供现成的驱动程序，特别是由于工程应用中的灵活性，其驱动程序更是难以统一，这时就需开发一套适合于自己产品的设备驱动。对用户而言，设备驱动程序隐藏了设备的具体细节，对各种不同设备提供了一致的接口，一般来说是把设备映射为一个特殊的设备文件，用户程序可以像对其它文件一样对此设备文件进行操作。 通过这次课程设计可以了解linux的模块机制，懂得如何加载模块和卸载模块，进一步熟悉模块的相关操作。加深对驱动程序定义和设计的了解，了解linux驱动的编写过程，提高自己的动手能力。 二、课程设计内容与要求 字符设备驱动程序 1、设计目的：掌握设备驱动程序的编写、编译和装载、卸载方法，了解设备文件的创建，并知道如何编写测试程序测试自己的驱动程序是否能够正常工作 2、设计要求： 1) 编写一个简单的字符设备驱动程序，该字符设备包括打开、读、写、I\O控制与释放五个基本操作。 2) 编写一个测试程序，测试字符设备驱动程序的正确性。 3) 要求在实验报告中列出Linux内核的版本与内核模块加载过程。 三、系统分析与设计 1、系统分析 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能: 1、对设备初始化和释放； 2、把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据； 3、读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据； 4、检测和处理设备出现的错误。 字符设备提供给应用程序的是一个流控制接口，主要包括op e n、clo s e（或r ele as e）、r e ad、w r i t e、i o c t l、p o l l和m m a p等。在系统中添加一个字符设备驱动程序，实际上就是给上述操作添加对应的代码。对于字符设备和块设备，L i n u x内核对这些操作进行了统一的抽象，把它们定义在结构体fi le_operations中。 2、系统设计： 、模块设计：
USB 摄像头的工作原理
目录 1、简介 2、分类 3、工作原理 4、结构和组件 5、技术指标 6、发展趋势
一、简介 1.0常规介绍 2.0技术介绍
一、简介 1.0常规介绍 摄像头(CAMERA)又称为电脑像机、电脑眼等，它作为一种视频入设备，在过去广泛地应用于视频会议、远程医疗、实时监控等方面。 近年以来，随着互联网技术的发展，网络速度的不断提高，再加上感光成像器件技术的日渐成熟并大量用于摄像头的产品制造上，使得它们的价格低到可以令普通老百姓可以接受消费水平。同时这两年CAMERA被广泛应用于MOBILE PHONE，这样一来,更加促进了感光成像技术的进一步提 高，如:30万像素，130万像素，200万像素，300万像素等。
一、简介 2.0技术介绍 ? 2.0 Technology of presentation技术介绍 ?General Description ?简介 The camera module is a sensors on board module designed for mobile application ?where low power consumption and small size are of utmost importance. Proprietary sensor technology utilizes advanced algorithms to cancel Fixed Pattern Noise (FPN),eliminate smearing, and drastically reduce blooming. All required camera functions are programmable through the Serial Camera Control Bus (SCCB ) interface. The device can be programmed to provide image output in various fully processed ?and encoded formats.Application ?PC Camera/ Dual Mode, and Cellular phones ?Video conference equipment, Machine vision, Security camera, ?Biometrics, Digital Still Cameras
如何编写Linux设备驱动程序 Linux是Unix操作系统的一种变种，在Linux下编写驱动程序的原理和思想完全类似于其他的Unix系统，但它dos或window环境下的驱动程序有很大的区别。在Linux环境下设计驱动程序，思想简洁，操作方便，功能也很强大，但是支持函数少，只能依赖kernel中的函数，有些常用的操作要自己来编写，而且调试也不方便。本文是在编写一块多媒体卡编制的驱动程序后的总结，获得了一些经验，愿与Linux fans共享，有不当之处，请予指正。 以下的一些文字主要来源于khg，johnsonm的Write linux device driver，Brennan's Guide to Inline Assembly，The Linux A-Z，还有清华BBS上的有关device driver的一些资料. 这些资料有的已经过时，有的还有一些错误，我依据自己的试验结果进行了修正. 一、Linux device driver 的概念 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能： 1）对设备初始化和释放； 2）把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据； 3）读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据； 4）检测和处理设备出现的错误。 在Linux操作系统下有两类主要的设备文件类型，一种是字符设备，另一种是块设备。字符设备和块设备的主要区别是：在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O一般就紧接着发生了，块设备则不然，它利用一块系统内存作缓冲区，当用户进程对设备请求能满足用户的要求，就返回请求的数据，如果不能，就调用请求函数来进行实际的I/O操作。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的CPU时间来等待. 已经提到，用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道。每个设备文件都都有其文件属性(c/b)，表示是字符设备还是块设备。另外每个文件都有两个设备号，第一个是主设备号，标识驱动程序，第二个是从设备号，标识使用同一个设备驱动程序的不同的硬件设备，比如有两个软盘，就可以用从设备号来区分他们。设备文件的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号一致，否则用户进程将无法访问到驱动程序. 最后必须提到的是，在用户进程调用驱动程序时，系统进入核心态，这时不再是抢先式调度。也就是说，系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他的工作。如果你的驱动程序陷入死循环，不幸的是你只有重新启动机器了，然后就是漫长的fsck。 二、实例剖析 我们来写一个最简单的字符设备驱动程序。虽然它什么也不做，但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理.把下面的C代码输入机器，你就会获得一个真正的设备
摄像头基础知识介绍 二、摄像头市场状况 随着网络的发展，IT产品的日趋普及，摄像头也基本上渐渐成为计算机的标配，更成为新新人类上网不可缺少的一部分。市面上的摄像头品牌非常多，产品良莠不齐，给消费者选购造成一定的困难。 三、摄像头基本知识介绍 摄像头主要由数字信号处理芯片DSP、CMOS传感器、镜头三部分组成，下面的篇幅我们将对摄像头的各组成部分作详细的介绍。 四、摄像头硬件组成 1、数字信号处理芯片DSP 数字信号处理芯片DSP是摄像头的大脑，效果相同于计算机里的CPU，它的功能主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对由CMOS传感器传来的数字图像信号进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备，是摄像头的核心设备。 DSP结构框架: （1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器) （2. JPEG encoder(JPEG图像解码器) （3. USB device controller(USB设备控制器) 中星微电子公司的301系列芯片是目前市面上最常见、效果最好的DSP芯片。（上图） 中星微(VIMICRO)301系列拥有影像光源自动增益补强技术，自动曝光、自动白平衡，色彩饱和度、对比度、边缘增强以及伽马矫正等先进的影像控制技术。动态画面流畅驱动，实时还原真实场景，层次表现力很强，图像变化十分平滑，视觉效果十分舒适。 2、CMOS传感器(SENSOR) CMOS传感器(SENSOR)、是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。在采用CMOS为感光元器件的产品中，通过数字信号处理芯片DSP处理采用影像光源自动增益补强技术，自动亮度、白平衡控制技术，色饱和度、对比度、边缘增强以及伽马矫正等先进的影像控制技术。市场上的摄像头产品采用的CMOS 品牌主要有MICRON，HYNIX，TASC等这三家的市场占有率接近于100%。 目前主流的CMOS传感器（下图）
1 什么是驱动 a)裸板驱动 b)有系统驱动linux 将驱动封装了一套框架（每个驱动） c)大量和硬件无关的代码已写好只需要编程实现和硬件相关的代码 d)难点：框架的理解代码的理解 e)需要三方面的知识： i.硬件相关的知识 1.电路原理图 2.芯片的数据手册 3.总线协议rs232 i2c等 ii.内核的知识 1.内核驱动属于内核的一部分，它运行在内核态需要对内核知识有了解 2.内存管理 3.解决竞争状态（如上锁） 4.。。。 iii.驱动框架的知识 1.内核中已经实现了大量硬件驱动完成了驱动的框架编程只需要根据硬 件进行添加 2 搭建linux驱动开发工具 a)安装交叉编译环境 i.arm-linux-gcc uboot PATH b)移植uboot c)移植内核 d)制作根文件系统然后通过nfs方式让开发板可以加载 3 内核驱动开发的基本知识 a)如何学驱动编程？ i.最好的老师就是内核源码（没有man 功能） 1.要是用某个函数就去查看某个函数的定义注释 2.查看内核中其他模块儿时如何使用该函数的 3.专业书籍： a)内核开发：linux内核的设计与实现机械工程出版社 b)驱动开发：圣经级别的-LDD3：LINUX DEVICE c)操作性别叫强的：精通linux设备驱动程序开发
关于linux内核： 1）linux内核中所使用的函数都是自身实现的它肯定不会调用c库中的函数 2）linux中代码绝大多数代码时gun c语言完成的不是标准c语言可以理解为标c的扩展版和少部分汇编 需要注意的问题： 1）内核态不能做浮点数运算 2）用户空间的每个进程都有独立的0-3G的虚拟空间 多个进程共享同一个内核 内核使用的地址空间为3G-4G 3）每个线程有独立的栈空间 4 写一个最简单的内核模块儿（因为驱动时内核的一个模块套路都一样） a)几个宏 i.__FUNCTION__:展开为所在函数的名称 ii.__LINE__:展开为printk所在的行号 iii.__DATE__:展开为编译程序的日期 b)通用头文件 i.#include
编写字符设备驱动框架的步骤 Step 1: 申请设备号（主要是申请主设备号） 有两种方式: ⑴静态申请 通过下面这个函数实现： int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name); /* register_chrdev_region() - register a range of device numbers * @from: the first in the desired range of device numbers; must include * the major number. * @count: the number of consecutive device numbers required * @name: the name of the device or driver. * * Return value is zero on success, a negative error code on failure.*/ 这种方式主要用于，驱动开发者事先知道该驱动主设备号的情况。 ⑵动态申请 通过下面这个函数实现： int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name) /* alloc_chrdev_region() - register a range of char device numbers * @dev: output parameter for first assigned number * @baseminor: first of the requested range of minor numbers * @count: the number of minor numbers required * @name: the name of the associated device or driver * * Allocates a range of char device numbers. The major number will be * chosen dynamically, and returned (along with the first minor number) * in @dev. Returns zero or a negative error code.*/ 这种方式由系统动态分配一个设备号，返回的设备号保存在参数dev中。 Step 2 :注册字符设备 在linux 内核中用struct cdev表示一个字符设备。 字符设备的注册与注销分别通过下面的两个函数来实现： int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)； /** * cdev_add() - add a char device to the system * @p: the cdev structure for the device * @dev: the first device number for which this device is responsible * @count: the number of consecutive minor numbers corresponding to this * device * * cdev_add() adds the device represented by @p to the system, making it * live immediately. A negative error code is returned on failure.
今天完成了嵌入式linux的第一个驱动的编写和测试，虽然是个简单的程序，但是麻雀虽小，五脏俱全，希望可以给刚开始接触驱动编写的人一些提示，共同进步。 源代码： 分析如下： 下面是我的驱动程序： #include