android sa框架,Android 高通Camx架构学习(初篇)

一篇关于高通Camx架构介绍的文章,我会尽自己能力尽可能讲多点,讲的通俗明白点。我们先来看下camx整体的架构图:

android sa框架,Android 高通Camx架构学习(初篇)_第1张图片

一、Camx整体架构图

目前Android主流的机型,采用高通芯片的,使用的基本都是camx架构。

之前旧的架构叫做mm-camera,camx架构和之前架构的主要区别是芯片接口层的代码从hardware/qcom迁移到 vendor/qcom/proprietary/下面。

高通camx架构图从上图我们可以看到,在hal层,高通是结合自己的芯片硬件,添加了一层逻辑,这层逻辑高通内部命名为camx架构。

下面我们来看下高通camx架构上,camera数据流向大体上是怎样的?高通camera数据处理流向

从上图我们可以清晰的看到,Camera数据从sensor出来,首先会经过IFE,然后分预览/视频和拍照2种情况。如果是预览或者录像,是先经过IPE处理,最后输出到显示。如果是拍照,则是先经过BSP处理,然后再经过JPEG编码器,最后保存为图片输出。

IFE、IPE、BPS、JPEG,它们表示的是芯片内部的一个硬件处理单元,数据在这些单元内部的处理还是比较复杂的,在不同的处理单元里面,会进行一些复杂的算法处理,这里大家先有个认识,有个基本概念。

IFE:图像前端

IPE:图像处理引擎

BPS:Bayer 处理区段复制代码

二、Camx基本组件及其概念

一个架构总是由一些基本组件构成的,接下来我们来了解下构成camx架构的基本组件有那些。

1) UseCase

A set of streams configured by the client combined with a set of static

properties specifying the processing of those streams

(由客户端配置的一组流,这组流是有着一系列静态属性相结合描述的流。)

See createCaptureSession in the Android CameraDevice documentation复制代码

See createCaptureSession in the Android CameraDevice

那我们结合下面这段代码来好好理解下。

熟悉Camera2 API的小伙伴(不熟悉也没关系,我会讲的明白点)应该知道,下面的这段代码,是把预览的surface和录像的surface都设进去,然后去创建session,就是表示我预览和录像都需要拿到camera数据。假设我预览设置的size是1080 x 720,录像是1080p的,那这个1080 x 720预览+1080p录像就是一个usecase(用例)。其它类推。

//UseCase: 预览+录像

Listsurfaces = 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,…,…);复制代码

UseCase在camx中很有很多衍生类,这是camx针对不同的stream来建立不同的usecase对象,用来管理选择feature,并且创建 pipeline以及session。

UseCase衍生类

2)Feature

代表一个特定的功能。高通上的feature有HDR(高动态范围)、SuperNight(超级夜景)、MFNR(多帧降噪)等等,usecase选择相应的feature,然后关联一组pipeline,上层下发request请求,hal层会根据request去选择对应的feature。Feature类图

3)Node

Node是单个具有独立处理功能的抽象模块,可以是软件单元也可以是硬件单元。Node是camx中非常重要的一个父类,是处理camera 请求的一个中间节点,用于处理pipeline下发的请求。

Node 节点在camx chi架构中至关重要,数据的处理都是通过封装好的Node节点来进行的。

node节点

4) pipeline

一连串node的集合。pipeline提供单一特定功能的所有资源集合,维护着所有硬件资源以及数据的流转。

5)session

若干个有关联的pipeline的集合,用于管理pipeline的抽象控制单元,其中至少包含一个pipeline,并控制着所有的硬件资源,管控着每个pipeline内部的request流转以及数据的输入输出。

6)Link

定义不同的Port的连接端口(输入端口和输出端口)。

7) Port

作为Node的输入输出端口,使用SrcPort以及DstPort结构定义XML文件。

image.png

8)Topologies

A topology is a directed acyclic graph (DAG) specifying an instantiation of

a use case

(拓扑是一个指定用例实例化的有向无环图(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复制代码

组件之间的关系

最后来总结下各个基本组件之间的关系。上层根据需求,config对应的stream下来,下面会根据申请的stream来选择对应的usecase,usecase选择完成后,又会去选择需要的feature,然后不同的feature会去关联对应的pipeline。我们知道pipeline是由一系列node组成的,那最终上层config的stream,就会交由各个node去处理。

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