翻老资料的时候经常能看到OMAP-DM5x这个名字。它是德州仪器早年给手机相机配的一颗协处理器,大约2008到2010年前后用在拍照手机和摄像头模块上。那个年代手机主处理器还不像现在这样把什么都塞进去,图像处理这块干脆单独拿一颗芯片来做,DM5x就是干这个的。
它的定位很清楚,专职影像处理。主处理器跑操作系统和应用,负责调度和上层逻辑;DM5x接手图像信号的整条流水线,从sensor出来的原始数据开始,做黑电平校正、坏点修补、去马赛克、白平衡、自动曝光和自动对焦的统计运算、降噪、锐化,最后压缩成JPEG或者输出YUV交给主处理器。当年宣传的2000万像素级拍照和720p高清摄像,靠的就是它这套硬件流水线。
这种分工在当年是合理的。手机主处理器做多媒体编解码本来就吃力,再把ISP的活压上去,功耗和实时性都顶不住。用协处理器有个好处:图像流水线是硬件状态机,功耗低、延迟稳定,主处理器只管拿结果,功耗账和散热账都好算。缺点是板子上多一颗芯片、多一套电源和时钟,BOM和PCB面积都上去了。
做硬件的时候有几个接口要留意。sensor一般走并行接口或者CSI类型的串行接口进来,主处理器那边通过并行总线或者串行口取数据,中间还有一条控制通路用来下发参数,比如曝光时间、增益、帧率、窗口裁剪。时钟和电源的时序要严格按手册来,sensor和协处理器的上电顺序弄反了,经常出现初始化失败,表现就是打开相机黑屏或者花屏。
软件上最麻烦的是固件和驱动。这类协处理器内部有自己的一套微码和寄存器配置序列,厂家的参考代码基本是黑盒,调参全靠试。自动曝光收敛慢、白平衡偏色、暗光噪点多,很多时候不是算法不行,而是配置表没对上sensor的特性。老项目维护时,先把sensor型号和固件版本核对清楚,比盲目改算法有效得多。
后来这颗芯片的生态位很快被取代了。主处理器工艺进步,ISP直接集成进SoC,成本和功耗反而更低,独立协处理器的方案就慢慢退出手机市场。现在再碰到DM5x,基本都是老设备的维护和备件问题,方案能跑就继续跑,新设计就别再往这上面投入了,供货和技术支持都跟不上了。
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