1. USB簡介

USB：Universal Serial Bus（通用串行總線）。是一種常用于電子設(shè)備間通訊的通用標(biāo)準(zhǔn)接口。USB 總線作為一種高速串行總線，其極高的傳輸速度可以滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用環(huán)境要求。

具有供電簡單（可總線供電）、安裝配置便捷（支持即插即用和熱插拔）、 擴(kuò)展端口簡易（通過集線器最多可擴(kuò)展127 個(gè)外設(shè)）、傳輸方式多樣化（4 種傳輸模式），以及兼容良好（產(chǎn)品升級后向下兼容）等優(yōu)點(diǎn)。

1.1 EASY EAI Orin-Nano USB資源介紹

EASY EAI Orin-Nano有一路直出的USB3.0 HOST接口，還有一路直出的OTG接口。

若不了解【USB HOST】、【USB Device】以及【OTG】的含義，又或者有【必須使下層USB作為HOST】的需求，可參考《USB_HOST與USB_Device》一文。

1.2 USB攝像頭接入方案

注意：雖然USB支持熱插拔，但在沒給底板加裝外殼保護(hù)的情況下，很容易觸碰到底板上的器件，甚至板卡附近有金屬零件很容易造成板卡短路。因此也建議在插拔外設(shè)時(shí)，最好確保電源已經(jīng)完全切斷。

【建議】USB攝像頭【直接】接入到底板的【上層】USB接口上。

雖然采用多路擴(kuò)展方案，理論上可擴(kuò)展127個(gè)設(shè)備，但在實(shí)際接入多個(gè)USB攝像頭時(shí)需要考慮USB通道的帶寬，USB集線層數(shù)，以及要解決設(shè)備ID相同的問題，因此非必要【不建議】這么接。

USB的理論最大層數(shù)為7層(含RootHub)。

1.3 USB設(shè)備的接入管理介紹

在USB攝像頭或者USB Hub進(jìn)行物理連接后，我們需要知道這些USB設(shè)備是否被系統(tǒng)識(shí)別出來，則需要通過lsusb命令查看。

lsusb

另外，在文件系統(tǒng)中，USB Device管理目錄為/sys/bus/usb/devices，可在此處查看到從root_hub開始掛載的USB設(shè)備以及Hub設(shè)備的拓?fù)潢P(guān)系。

USB設(shè)備的設(shè)備命名方式規(guī)則如下：

1.4 尋找可用的設(shè)備節(jié)點(diǎn)

rockchip平臺(tái)，一個(gè)MIPI-CSI接口會(huì)對應(yīng)20多個(gè)video節(jié)點(diǎn)(設(shè)備樹定了就會(huì)生成這么多個(gè))，如下圖所示。

而且MIPI-CSI camera對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，會(huì)在修改內(nèi)核設(shè)備樹的時(shí)候固定下來（即：內(nèi)核配好了MIPI-CSI Camera個(gè)數(shù)，無論MIPI-CSI攝像頭是否有接上，它的video節(jié)點(diǎn)情況都是不會(huì)根據(jù)MIPI-CSI Camera的接入情況而【動(dòng)態(tài)】改變）。

而一個(gè)USB camera會(huì)對應(yīng)2個(gè)video節(jié)點(diǎn)，【一般會(huì)】排列在MIPI-CSI camera的后面。舉個(gè)例子：內(nèi)核配置了1路MIPI-CSI camera，那USB camera的節(jié)點(diǎn)就是/dev/video25和/dev/video26；內(nèi)核配置了2路MIPI-CSI camera，那USB camera的節(jié)點(diǎn)就是/dev/video49和/dev/video50。以此類推。

但是【最準(zhǔn)確】的方法，還是要看一下這個(gè)video節(jié)點(diǎn)的【描述信息】。Linux的v4l2框架會(huì)把這些節(jié)點(diǎn)的描述信息統(tǒng)一放在/sys/class/video4linux/目錄下，如下圖所示。

隨便進(jìn)入一個(gè)描述，如video22。

通過cat命令，可以用查看這個(gè)name的內(nèi)容是什么。

cat /sys/class/video4linux/video22/name

那么，我們則需要使用以下命令，對【所有video節(jié)點(diǎn)】進(jìn)行掃描與【篩選】。

grep -i "usb" /sys/class/video4linux/video*/name

2. 快速上手

2.1 例程源碼下載

到【百度網(wǎng)盤】上下載相關(guān)的單例程序：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1RXHMGpmGSEfFy0rb1VkXSg?pwd=1234

提取碼: 1234

比如在windows環(huán)境中，就把單例程序下載到：此電腦D:BaiduNetdisk (無規(guī)定，用戶可自主選擇)，如下圖所示。

然后把例程【復(fù)制粘貼】到nfs掛載目錄中。（不清楚目錄如何構(gòu)建的，可以參考《入門指南/開發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備/nfs服務(wù)搭建與掛載》）

2.2 例程編譯&運(yùn)行

通過adb shell進(jìn)入開發(fā)板環(huán)境，執(zhí)行下方命令定位到demo目錄，并且執(zhí)行編譯操作。

cd /home/orin-nano/Desktop/nfs/02_camera/
./build.sh

編譯成功后，相關(guān)的demo會(huì)生成在Release目錄下。

執(zhí)行下方命令以運(yùn)行demo，如下所示。

sudo ./Release/test-usbCam-single 49  ##需要root權(quán)限

執(zhí)行效果如下所示。

然后把/tmp/photo拷貝到當(dāng)前目錄下的Release內(nèi)

cp /tmp/photo ./Release/

再通過組合鍵【Ctrl+Shift+T】創(chuàng)建一個(gè)新窗口，定位到nfs服務(wù)器的對應(yīng)位置。

最后使用mplayer工具播放圖片，命令如下所示。

mplayer -demuxer rawvideo -rawvideo w=1280:h=720:format=bgr24 ./Release/photo -loop 0

例程默認(rèn)分辨率為1280x720，故w和h的參數(shù)對應(yīng)填入1280和720。當(dāng)出現(xiàn)圖片異常時(shí)，說明分辨率等不太對應(yīng)于手頭的攝像頭，所以需要調(diào)整usbcamera_init()的分辨率，例如640x480。

3. 測試USB攝像頭API案例

示例代碼路徑為：02_camera/test-usbCam/single-cam.c。USB Camera API的測試案例代碼邏輯流程如下所示：

3.1 源碼說明

int main()
{
    if(1 == argc){
        printf("nerr: Missing parameter!n");
        printf("================= [usage] ==================n");
        printf("example:n");
        printf("t%s n", argv[0]);
        printf("--------------------------------------------n");
        return 0;
    }
    int cameraIndex = atoi(argv[1]);
    
	char *pbuf = NULL;
	int ret = 0;
	int skip = 0;
	FILE *fp = NULL;

	ret = usbcamera_init(CAMERA_INDEX, CAMERA_WIDTH, CAMERA_HEIGHT, 0);
	if (ret) {
		printf("error: %s, %dn", __func__, __LINE__);
		goto exit3;
	}

	pbuf = (char *)malloc(IMAGE_SIZE);
	if (!pbuf) {
		printf("error: %s, %dn", __func__, __LINE__);
		ret = -1;
		goto exit2;
	}

	//跳過前10幀
	skip = 10;
	while(skip--) {
		ret = usbcamera_getframe(CAMERA_INDEX, pbuf);
		if (ret) {
			printf("error: %s, %dn", __func__, __LINE__);
			goto exit1;
		}
	}

	/* tips: 可以在Ubuntu下用mplayer播放錄制圖像
	*	mplayer -demuxer rawvideo -rawvideo w=1280:h=720:format=bgr24 photo -loop 0
	*/
	fp = fopen("/tmp/photo", "w");
	if (!fp) {
		printf("error: %s, %dn", __func__, __LINE__);
		ret = -1;
		goto exit2;
	}
	fwrite(pbuf, 1, IMAGE_SIZE, fp);
	fclose(fp);

exit1:
	free(pbuf);
	pbuf = NULL;
exit2:
	usbcamera_exit(CAMERA_INDEX);
exit3:
    return ret;
}

其中usbcamera_init()，usbcamera_getframe()，usbcamera_exit()是對v4l2接口調(diào)用的易用化封裝。具體實(shí)現(xiàn)于02_camera/commonApi/usb_camera/usb_camera.c。

審核編輯 黃宇