在嵌入式系统Kernel中增加UVC驱动支持

本文主要是介绍在嵌入式系统Kernel中增加UVC驱动支持，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

在内核中增加UVC驱动支持

0. 前言

在开发嵌入式系统的USB摄像头驱动的时候，有时候会出现插入了摄像头，却无法正常识别和工作的情况。这种时候，就需要修改内核代码，在内核中增加UVC驱动的支持。

0.1 UVC设备简介

UVC全称为USB Video Class，即：USB视频类，是一种为USB视频捕获设备定义的协议标准。

UVC是Microsoft与另外几家设备厂商联合推出的为USB视频捕获设备定义的协议标准，已成为USB org标准之一。

支持 USB Video Class (UVC) standard 1.1可以让相机在所有的作业系统以及平台中使用(Windows, Linux, Mac etc.)。用户只需连接相机便可进行图像传输，而无需安装任何驱动程序。

简单点说，就是只要USB摄像头是UVC摄像头，那这个摄像头的驱动就遵循一个通用的格式，可以实现免驱的操作。

在Linux系统中，UVC驱动的支持在Linux Kernel 2.4之后被增加到内核中。

但是为了让内核识别到这款摄像头，还要告诉内核这个USB的ID是UVC设备才行。

0.2 USB设备的VID和PID简介

每个USB设备都有VID(Vender ID，供应商识别码)和PID(Product ID，产品识别码)，两者的长度均为2Byte。

PID和VID是主机识别USB设备时使用。

主机检测到USB设备后，首先会通过USB Class查询插入的是什么设备。

检测到插入设备的类型后，通过读取和检索VID和PID，主机就能知道当前连接的设备的类型，并能了解应该给这个USB设备加载什么样的驱动程序进行通信。

例如，我们插入了U盘，系统首先会检测插入USB设备的Class。

U盘的Class是0x08 —— Mass Storage。那么就会按照USB大容量存储设备的方式对USB设备进行操作。同时，系统还会查看设备的VID和PID，识别该U盘的制造商和型号，并查看是否需要加载特殊的驱动。

0.3 Linux下的V4L2简介

V4L2是Video for linux2的简称,为linux中关于视频设备的内核驱动。

在Linux中，视频设备是设备文件，可以像访问普通文件一样对其进行读写或是MMAP。

摄像头的设备节点在/dev/video*下，如果只有一个视频设备，通常为/dev/video0。当然，也有可能会是/dev/uvcvideo*，具体需要查看Kernel日志确定。

1. 内核中增加UVC摄像头驱动支持

为了让板子正常识别到这个摄像头，需要在内核中打开UVC摄像头的编译，并将这款摄像头的PID&VID添加到代码中。

1.1 摄像头的UID和PID的获取

将摄像头插入电脑，等待配置完成。
打开设备管理器，找到新增的USB摄像头，右键属性。
在详细信息选项卡，属性选择硬件ID，就可以看到摄像头的VID和PID。

在这里插入图片描述

1.2 内核中打开UVC设备的支持

shell进入内核代码目录下，使用命令make menuconfig进入内核编译配置。

进入Device Drivers → Multimedia support → Media USB Adapters，找到并开启USB Video Class(UVC)如下图：

在这里插入图片描述

如果找不到这项，说明是相关的依赖项未打开。

可以搜索关键词USB_VIDEO_CLASS，能看到这项的依赖项：

在这里插入图片描述

将所有依赖项设置为Y（编译进内核）即可。

同样，Device Drivers → Multimedia support → V4L platform devices下，开启如下两项：

在这里插入图片描述

1.3 内核中增加摄像头的PID和VID

打开内核代码driver/media/usb/uvc/uvc_driver.c，找到usb_device_id结构体uvc_ids。

仿照其他摄像头的代码，添加摄像头的PID和VID：

static struct usb_device_id uvc_ids[] = {
//下面是新增的摄像头的id信息，VID是0x05A3，PID是0x9601{.match_flags = USB_DEVICE_ID_MATCH_DEVICE| USB_DEVICE_ID_MATCH_INT_INFO,.idVendor             = 0x05A3,  //摄像头的VID.idProduct            = 0x9601,.bInterfaceClass      = USB_CLASS_VIDEO,.bInterfaceSubClass   = 1,.bInterfaceProtocol   = 0,.driver_info          = UVC_QUIRK_RESTRICT_FRAME_RATE},
//下面是原有的信息/* LogiLink Wireless Webcam */{.match_flags      = USB_DEVICE_ID_MATCH_DEVICE| USB_DEVICE_ID_MATCH_INT_INFO,.idVendor         = 0x0416,.idProduct        = 0xa91a,.bInterfaceClass  = USB_CLASS_VIDEO,.bInterfaceSubClass   = 1,.bInterfaceProtocol   = 0,.driver_info      = UVC_QUIRK_PROBE_MINMAX},//省略...
}

完成后make整个内核，并将内核烧写入硬件平台中。

1.4 确认是否添加成功

启动平台后插入摄像头，如果出现如下uvc的打印信息，显示出了摄像头的PID&VID并挂在了input下，则说明添加成功。

usb 1-1: new high-speed USB device number 2 using xhci-hcd
hub 1-1:1.0: USB hub found
hub 1-1:1.0: 4 ports detected
usb 1-1.1: new high-speed USB device number 3 using xhci-hcd
uvcvideo: Found UVC 1.00 device Stereo Vision 2 (05a3:9602)
input: Stereo Vision 2 as /devices/platform/soc/12310000.xhci_1/usb1/1-1/1-1.1/1-1.1:1.0/input/input0
usb 1-1.2: new high-speed USB device number 4 using xhci-hcd
uvcvideo: Found UVC 1.00 device Stereo Vision 1 (05a3:9601)
input: Stereo Vision 1 as /devices/platform/soc/12310000.xhci_1/usb1/1-1/1-1.2/1-1.2:1.0/input/input1

这时候可以输入命令，查看/dev目录下的新增的设备节点：

~ # ls /dev/
#省略……
mtd2                tty23               video0
mtd2ro              tty24               video1
mtdblock0           tty25               zero
mtdblock1           tty26
mtdblock2           tty27

可以看到新增了video0、video1两个设备节点，这两个设备节点就是新增的摄像头设备。

到此，UVC驱动的支持添加完毕。

这篇关于在嵌入式系统Kernel中增加UVC驱动支持的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！