Android 高通Camx架構學習 - 第1章

關於高通Camx架構介紹的文章目前仍是百裏挑一，我會盡本身能力盡量講多點，講的通俗明白點~

這篇文章分下面幾點來展開：

1）Camx總體架構圖；

2）Camx基本組件及其概念；

3）Camx代碼目錄結構;

1、Camx總體架構圖

目前Android主流的機型,採用高通芯片的，使用的基本都是camx架構。

以前舊的架構叫作mm-camera，camx架構和以前架構的主要區別是芯片接口層的代碼從hardware/qcom遷移到 vendor/qcom/proprietary/下面。

咱們先來看下camx總體的架構圖：

從上圖咱們能夠看到，在hal層，高通是結合本身的芯片硬件，添加了一層邏輯，這層邏輯高通內部命名爲camx架構。

下面咱們來看下高通camx架構上，camera數據流向大致上是怎樣的？

1. 從上圖咱們能夠清晰的看到，Camera數據從sensor出來，首先會通過IFE,而後分預覽/視頻和拍照2種狀況。若是是預覽或者錄像，是先通過IPE處理，最後輸出到顯示。若是是拍照，則是先通過BSP處理，而後再通過JPEG編碼器,最後保存爲圖片輸出。

2. IFE、IPE、BPS、JPEG,它們表示的是芯片內部的一個硬件處理單元，數據在這些單元內部的處理仍是比較複雜的，在不一樣的處理單元裏面，會進行一些複雜的算法處理，這裏你們先有個認識，有個基本概念。

IFE：圖像前端
IPE：圖像處理引擎
BPS：Bayer 處理區段複製代碼

2、Camx基本組件及其概念

一個架構老是由一些基本組件構成的，接下來咱們來了解下構成camx架構的基本組件有那些。

1) UseCase

A set of streams configured by the client combined with a set of static
properties specifying the processing of those streams
(由客戶端配置的一組流，這組流是有着一系列靜態屬性相結合描述的流。)

See  createCaptureSession in the Android CameraDevice documentation複製代碼

See  createCaptureSession in the Android CameraDevice

那咱們結合下面這段代碼來好好理解下。

熟悉Camera2 API的小夥伴（不熟悉也不要緊，我會講的明白點）應該知道，下面的這段代碼，是把預覽的surface和錄像的surface都設進去，而後去建立session，就是表示我預覽和錄像都須要拿到camera數據。假設我預覽設置的size是1080 x 720，錄像是1080p的，那這個1080 x 720預覽+1080p錄像就是一個usecase（用例）。其它類推。

//UseCase: 預覽+錄像
List<Surface> surfaces = new ArrayList<>();

if(previewSurface != null && previewSurface.isValid()){
  surfaces.add(previewSurface);
  mPreviewBuilder.addTarget(previewSurface);
}

if(mMediaRecorder != null && mMediaRecorderSurface != null 
      && mMediaRecorderSurface.isValid()){
  surfaces.add(mMediaRecorderSurface);
  mPreviewBuilder.addTarget(mMediaRecorderSurface);
}

mCameraDevice.createCaptureSession(surfaces,...,...);複製代碼

UseCase在camx中頗有不少衍生類，這是camx針對不一樣的stream來創建不一樣的usecase對象，用來管理選擇feature，而且建立 pipeline以及session。

2)Feature

表明一個特定的功能。高通上的feature有HDR(高動態範圍)、SuperNight（超級夜景）、MFNR（多幀降噪）等等,usecase選擇相應的feature，而後關聯一組pipeline，上層下發request請求，hal層會根據request去選擇對應的feature。

3）Node

Node是單個具備獨立處理功能的抽象模塊，能夠是軟件單元也能夠是硬件單元。Node是camx中很是重要的一個父類，是處理camera 請求的一箇中間節點，用於處理pipeline下發的請求。

 Node 節點在camx chi架構中相當重要，數據的處理都是經過封裝好的Node節點來進行的。

4) pipeline

一連串node的集合。pipeline提供單一特定功能的全部資源集合，維護着全部硬件資源以及數據的流轉。

5）session

若干個有關聯的pipeline的集合，用於管理pipeline的抽象控制單元，其中至少包含一個pipeline，並控制着全部的硬件資源，管控着每一個pipeline內部的request流轉以及數據的輸入輸出。

6）Link

定義不一樣的Port的鏈接端口（輸入端口和輸出端口）。

7) Port

做爲Node的輸入輸出端口，使用SrcPort以及DstPort結構定義XML文件。

8)Topologies

A topology is a directed acyclic graph (DAG) specifying an instantiation of 
a use case
(拓撲是一個指定用例實例化的有向無環圖(DAG))

XML definition of use cases and associated topologies

For CamX, this graph defines the HW, SW, and non-Qualcomm processing nodes, 
and the data flow between the nodes複製代碼

組件之間的關係

最後來總結下各個基本組件之間的關係。上層根據需求，config對應的stream下來，下面會根據申請的stream來選擇對應的usecase，usecase選擇完成後，又會去選擇須要的feature，而後不一樣的feature會去關聯對應的pipeline。咱們知道pipeline是由一系列node組成的，那最終上層config的stream，就會交由各個node去處理。

3、代碼目錄結構

camx的代碼是在vendor/qcom/proprietary/目錄下，分camx和chi-cdk倆大目錄。

1）CamX中的目錄

core分爲hal與chi目錄：存放CamX的核心實現模塊

hal/：實現hal3接口的hal/目錄
chi/：負責CHI進行交互的chi/目錄

hwl/：存放自身算法具備獨立運算能力的硬件node---受到csl管理
swl/：存放並不具備獨立運算能力，必須依靠CPU才能實現的node
csl/：負責camx與camera driver的通信模塊，
      爲camx提供了統一的Camera driver控制接口複製代碼

2) chi-cdk中的目錄

core/：存放CHI實現的核心模塊，負責與Camx進行交互而且實現了CHI的整體框架
以及業務處理。

oem/qcom/topolog/:存放用戶自定義的Usecase xml配置信息
oem/qcom/node/:存放用戶自定義功能的node
oem/qcom/module/:存放不一樣的sensor的配置文件，在初始化sensor時候須要用到。
oem/qcom/tuning/:存放不一樣場景下的效果參數的配置文件。
oem/qcom/sensor/:存放不一樣sensor的只有信息以及寄存器配置參數
oem/qcom/actuator/:存放不一樣對焦模塊的配置信息。
oem/qcom/ois/:存放防抖模塊的配置信息。
oem/qcom/flash/:存放閃光燈模塊的配置信息。
oem/qcom/eeprom/:存放eeprom外部存儲模塊的配置信息。
oem/qcom/fd/:存放人臉識別模塊的配置信息。 
複製代碼

---

*本人從事Android Camera相關開發已有5年，

*目前在深圳上班，

*歡迎關注個人微信公衆號  小馳筆記

*但願和更多的小夥伴一塊兒交流學習~

--------  2021.03.27 深圳  23:54

參考文章：

https://bbs.huaweicloud.com/blogs/225097

https://www.jianshu.com/p/cfb1da9d4217