樹(shù)莓派是一款功能強(qiáng)大且價(jià)格親民的微型計(jì)算機(jī)，廣受開(kāi)發(fā)者、創(chuàng)客和科技愛(ài)好者的喜愛(ài)。它適用于網(wǎng)站搭建、智能家居控制、游戲開(kāi)發(fā)以及編程學(xué)習(xí)等多種應(yīng)用場(chǎng)景。

艾利光科技針對(duì)樹(shù)莓派開(kāi)發(fā)板集成GMSL相機(jī)的需求，推出了適用于樹(shù)莓派5的GMSL相機(jī)接入套件，支持多路GMSL攝像頭同時(shí)接入。本文將介紹該套件的應(yīng)用場(chǎng)景、硬件連接方式及軟件配置方法，幫助您快速完成安裝與設(shè)置，助力您的創(chuàng)新項(xiàng)目順利開(kāi)展。

應(yīng)用場(chǎng)景

艾利光科技為樹(shù)莓派5推出的GMSL相機(jī)接入套件提供三種不同的組合配置，用戶(hù)可根據(jù)自身項(xiàng)目需求靈活選擇。該套件的核心組件是艾利光科技自主研發(fā)的轉(zhuǎn)接板，通過(guò)該轉(zhuǎn)接板可實(shí)現(xiàn)GMSL相機(jī)與Raspberry Pi 5開(kāi)發(fā)板之間的物理連接。

轉(zhuǎn)接板目前可適配艾利光科技2款GMSL攝像頭，分別為：

ISX031系列3M(1920*1536)30fps攝像頭

• OX08B系列8M(3840*2160)30fps攝像頭

并提供驅(qū)動(dòng)支持。

GMSL相機(jī)接入套件滿(mǎn)足以下典型應(yīng)用場(chǎng)景：

1. Master 應(yīng)用

Master模式是指GMSL相機(jī)在數(shù)據(jù)傳輸和控制過(guò)程中處于主導(dǎo)地位的工作模式。在該模式下，轉(zhuǎn)接板支持單邊接入1路或2路相機(jī)，最多可同時(shí)連接4路分辨率為3M（1920×1536）、幀率為30fps的攝像頭。

連接示意圖

2. Slave 應(yīng)用

Slave模式是指GMSL相機(jī)在數(shù)據(jù)傳輸與控制過(guò)程中處于從屬狀態(tài)，需根據(jù)主設(shè)備的指令進(jìn)行數(shù)據(jù)響應(yīng)或傳輸。在此模式下，轉(zhuǎn)接板通過(guò)Trigger信號(hào)接口與Raspberry Pi 5開(kāi)發(fā)板的GPIO接口相連，可接收外部觸發(fā)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)最多4路相機(jī)的同步曝光控制。

連接示意圖

硬件連接指南

1.電源連接

連接轉(zhuǎn)接板電源適配器、Raspeberry pi 5開(kāi)發(fā)板電源適配器。

2.CSI接口連接

Raspeberry pi 5開(kāi)發(fā)板CSI接口支持2路4Lane MiPi信號(hào)輸入，通過(guò)艾利光定制的FPC線(xiàn)束，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接板與開(kāi)發(fā)板連接，連接示意如下圖：

接口示意圖

注意：圖中標(biāo)注的 CSI0 和 CSI1 為軟件定義的接口標(biāo)識(shí)，與軟件參數(shù)配置相關(guān)。請(qǐng)務(wù)必按照示意圖所示方式進(jìn)行連接，若采用其他連接方式，可能會(huì)導(dǎo)致軟件無(wú)法正常運(yùn)行。

最終連接效果圖

3.RST和PWR引腳連接

轉(zhuǎn)接板配備了 RST（復(fù)位）和 PWR（電源控制）兩個(gè)引腳，其中 RST 引腳用于相機(jī)的復(fù)位操作，PWR 引腳則負(fù)責(zé)相機(jī)的電源管理。為了實(shí)現(xiàn)在一次通電周期內(nèi)，通過(guò)軟件對(duì)相機(jī)進(jìn)行重復(fù)配置與重啟，只需將這兩個(gè)引腳連接到 Raspberry Pi 5 開(kāi)發(fā)板的 40 針 GPIO 接口上，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)相機(jī)的靈活控制。

接口示意圖4.外部觸發(fā)連接

轉(zhuǎn)接板配有 RST（復(fù)位）和 PWR（電源控制）兩個(gè)引腳，分別用于相機(jī)的復(fù)位操作和電源管理。如需在單次通電過(guò)程中，通過(guò)軟件對(duì)相機(jī)進(jìn)行重復(fù)配置與重啟，只需將這兩個(gè)引腳連接至 Raspberry Pi 5 的 40 針 GPIO 接口，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)相機(jī)的靈活控制。

接口示意圖

最終連接效果圖

軟件配置指南

1. 驅(qū)動(dòng)加載

驅(qū)動(dòng)加載分為兩個(gè)部分，第一部分是設(shè)備樹(shù)的加載，另一部分是Driver的加載。

1.1 設(shè)備樹(shù)的加載

① 將DTBO文件置于相應(yīng)路徑

樹(shù)莓派支持成熟的 Overlays 機(jī)制，即通過(guò) DTBO（設(shè)備樹(shù)覆蓋層）對(duì)設(shè)備樹(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)丁。這種機(jī)制與特定內(nèi)核版本關(guān)系不大，只要設(shè)備樹(shù)結(jié)構(gòu)未發(fā)生重大變化（如節(jié)點(diǎn)名稱(chēng)變更），編譯生成的 DTBO 文件通常具有良好的通用性。

因此，我們只需將 Git 倉(cāng)庫(kù)中的文件：

max9296\bin\6.6.31+rpt-rpi-2712\dtbo\max9296.dtbo

復(fù)制到樹(shù)莓派的 /boot/firmware/overlays/ 目錄下，即可完成配置。

參考指令：

sudo cp/mnt/nas_share/raspi_image/overlays/max9296.dtbo /boot/firmware/overlays/

②執(zhí)行加載DTBO到設(shè)備樹(shù)

這里需要在config.txt文件中添加max9296.dtbo的支持，參考指令：

sudo vim /boot/firmware/config.txt

并輸入傳感器參數(shù)，這里我們以艾利光科技攝像頭為例，添加以下參數(shù)：

dtoverlay=max9296,sensor-type=ISX031_MAX96717_2CHdtoverlay=max9296,cam0,sensor-type=ISX031_MAX96717_2CH

最終config.txt中的配置如下：

[all]#dtoverlay=max9296,sensor-type=0X08B MAX96717 1CH#dtoverlay=max9296,cam0,sensor-type=0X08B MAX96717 1CHdtoverlay=max9296,sensor-type=ISX031 MAX967172CHdtoverlay=max9296,cam0,sensor-type=ISX031 MAX967172CH#dtoverlay=max9296,sensor-type=ISX031 MAX96717 1CH#dtoverlay=max9296,cam0,sensor-type=ISX031 MAX96717 1CH#dtoverlay=max9296,sensor-type=ISX031 MAX96717 2CH#dtoverlay=max9296,cam0,sensor-type=0X08B MAX96717 1CH

重啟后，可以通過(guò)執(zhí)行以下指令來(lái)驗(yàn)證Overlay是否已成功加載。若系統(tǒng)中出現(xiàn)名為max9296的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，則表明Overlay加載成功。

cd/proc/device-tree/axi/pcie@120000/rp1/i2c@80000/max9296@10

1.2Driver的加載

基于 Raspberry Pi 官方發(fā)布的鏡像版本，我們?yōu)槊總€(gè)內(nèi)核版本預(yù)先編譯了對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，并上傳至 GitHub，方便用戶(hù)下載使用。您只需根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)所使用的內(nèi)核版本，將 GitHub 中對(duì)應(yīng)的 .ko 驅(qū)動(dòng)文件復(fù)制到 /lib/modules/{內(nèi)核版本號(hào)}/ 目錄下即可。

{kernel version}可以使用以下指令獲取：

$uname-r6.6.31+rpt-rpi-2712

然后執(zhí)行，并分析驅(qū)動(dòng)依賴(lài)：

sudodepmod

最后輸入以下指令：

sudomodprobe max9296

當(dāng)驅(qū)動(dòng)加載成功后，dmesg命令會(huì)輸出相應(yīng)的日志信息。若日志內(nèi)容中未出現(xiàn)任何錯(cuò)誤報(bào)告，則表明驅(qū)動(dòng)已成功加載。

注意：

在此場(chǎng)景中，我們選擇使用 modprobe 而非 insmod 來(lái)加載驅(qū)動(dòng)，主要原因是 Linux 下的 V4L2 驅(qū)動(dòng)框架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且依賴(lài)多個(gè)內(nèi)核模塊。modprobe 能夠自動(dòng)解析并加載所需的依賴(lài)模塊，確保 V4L2 驅(qū)動(dòng)完整、正確地加載和運(yùn)行，而 insmod 則無(wú)法自動(dòng)處理這些依賴(lài)關(guān)系。

2. 配置media pipe在Raspberry Pi 5的原生CFE（固件環(huán)境）驅(qū)動(dòng)中，CSI2和CFE并未直接串聯(lián)。因此，需要手動(dòng)重新配置pipe（管道）。

為此，我們已在 Git 倉(cāng)庫(kù)的 max9296\script\ 路徑下提供了相關(guān)腳本。請(qǐng)將其中的 aili_run_camera.sh 文件復(fù)制到 Raspberry Pi 的任意目錄，然后執(zhí)行以下命令運(yùn)行腳本：

./aili_run_camera.sh csi_channel width hight deserdes_channel

參數(shù)解析：

csi_channel ：表示指定使用的CSI（Camera Serial Interface）通道。所有可配置參數(shù)如下：

csi0-- 使用csi0，參考硬件連接的示意圖csi1-- 使用csi1，參考硬件連接的示意圖all -- 同時(shí)使用csi0和csi1

width :表示當(dāng)前該CSI通道所連接的Sensor（傳感器）分辨率的寬度。

height：表示當(dāng)前該CSI通道所連接的Sensor（傳感器）分辨率的高度。

deserdes_channel：用于指定是使用一個(gè)還是兩個(gè)deserdes通道。當(dāng)僅使用一個(gè)通道時(shí)，需使用LINKA，配置參數(shù)如下：

1ch-- 使用deserdes的一個(gè)通道，LINKA2ch-- 使用deserdes的兩個(gè)通道

注意事項(xiàng)：

1. 參數(shù) width 和 height 必須與所加載的傳感器驅(qū)動(dòng)類(lèi)型相匹配：

當(dāng)使用 ISX031_MAX96717_2CH 或 ISX031_MAX96717_1CH 驅(qū)動(dòng)時(shí)，width 應(yīng)設(shè)置為 1920，height 應(yīng)設(shè)置為 1536；

當(dāng)使用 OX08B_MAX96717_1CH 驅(qū)動(dòng)時(shí)，width 應(yīng)設(shè)置為 3840，height 應(yīng)設(shè)置為 2160。

2. 在加載 OX08B_MAX96717_1CH 驅(qū)動(dòng)時(shí)，deserdes_channel 只能配置為 1ch（單通道）。使用示例：

./aili_run_camera.shall 192015362ch//

表示同時(shí)使用csi0和csi1，分辨率設(shè)置為1920x1536，deserdes的兩個(gè)通道同時(shí)輸出,即同時(shí)采集4路圖像。

執(zhí)行完畢后，若控制臺(tái)顯示已執(zhí)行的指令且未報(bào)錯(cuò)，則表明操作已成功完成。

3.使用gstreamer顯示圖像

您可以使用位于 max9296\script\ 目錄下的腳本來(lái)同時(shí)顯示圖像。請(qǐng)將其中的 aili_review_camera.sh 腳本文件復(fù)制到 Raspberry Pi 的任意目錄中，并在該目錄下執(zhí)行以下命令，即可啟動(dòng)圖像顯示功能：

./aili_review_camera.sh csi_channel width hight deserdes_channel

參數(shù)解析：

csi_channel ：表示指定使用的CSI（Camera Serial Interface）通道。所有可配置參數(shù)如下：

csi0-- 使用csi0，參考硬件連接的示意圖csi1-- 使用csi1，參考硬件連接的示意圖all -- 同時(shí)使用csi0和csi1

width :表示當(dāng)前該CSI通道所連接的Sensor（傳感器）分辨率的寬度。

height：表示當(dāng)前該CSI通道所連接的Sensor（傳感器）分辨率的高度。

deserdes_channel：用于指定是使用一個(gè)還是兩個(gè)deserdes通道。當(dāng)僅使用一個(gè)通道時(shí)，需使用LINKA，配置參數(shù)如下：

1ch-- 使用deserdes的一個(gè)通道，LINKA2ch-- 使用deserdes的兩個(gè)通道

注意事項(xiàng)：

1. 請(qǐng)確保此腳本的參數(shù)與./aili_run_camera.sh腳本的參數(shù)保持一致。2. 該指令必須在具備圖形用戶(hù)界面的本地控制臺(tái)執(zhí)行，無(wú)法通過(guò)遠(yuǎn)程SSH連接執(zhí)行。

應(yīng)用示例

示例一：4路3M(1920*1536)攝像頭應(yīng)用

采用4個(gè)艾利光ISX031系列攝像頭

config.txt 配置：

依次執(zhí)行指令：

./aili_run_camera.sh all 192015362ch./aili_review_camera.sh all 192015362ch

執(zhí)行結(jié)果：

示例二：2路8M(3840*2160)攝像頭應(yīng)用

采用2個(gè)艾利光OX08B系列攝像頭

config.txt 配置：

依次執(zhí)行指令：

./aili_run_camera.sh all 384021601ch./aili_review_camera.sh all 384021652ch

執(zhí)行結(jié)果：

示例三：3路攝像頭應(yīng)用

采用2個(gè)艾利光ISX031系列3M(1920*1536)攝像頭及1個(gè)艾利光OX08B系列8M(3840*2160)攝像頭

config.txt 配置：

依次執(zhí)行指令：

./aili_run_camera.sh csi1 192015362ch./aili_run_camera.sh csi0 384021601ch./aili_review_camera.sh csi1 192015362ch./aili_review_camera.sh csi0 384021601ch

執(zhí)行結(jié)果：