為了實現多媒體數據采集和處理的需求，提出了一種基于Android平臺和V4L2視頻采集接口的camera驅動設計方案，并完成了軟件設計。實際應用表明，該驅動架構設計實現了數據和控制通信的通用性、標準化，同時方便設備管理，達到了設計要求。

隨著芯片集成和嵌入式技術的發展，智能手持設備越來越廣泛的應用在各個領域。搭載著操作系統的智能手機更是集合了高端處理器芯片、嵌入式操作系統和現代網絡傳輸技術等前沿科技。主流高端嵌入式芯片無論是ARM架構還是intel新推出的medfield，都在朝著SoC單片高集成、多核、低功耗發展。嵌入式操作系統也足漸形成symbian、Android、windows phone、iOS分足鼎立。Camera作為智能手機的重要應用，作為多媒體數據的獲取和處理的樞紐，功能日趨復雜化。文中通過分析Android平臺下Camera模組的驅動架構，深入介紹了Android camera模塊的驅動設計。

1 Android Camera架構分析

Android camera架構主要基于Android系統本身的層次結構，主要由應用程序層(CameraApp)、應用程序框架層(CameraService)、硬件抽象層(CameraHal)、內核驅動層(CameraDriver)組成。Android發布版的Camera程序架構分成客戶端和服務端兩個部分，建立在Android的進程間通訊Binder的結構上。運行時環境是Camera應用層通過JNI的本地調用部分。它通過google提供的java虛擬機dalvik使應用層的java代碼可以與C++語言編寫的代碼進行交互。Camem底層庫是Camera功能中實現Binder機制的接口類，對上層camera．apk提供接口，具體功能由其子類實現，在Camera模塊中是libCameraservice．so。而真正CameraClient的功能實現是硬件抽象層庫Libcaemra．so通過調用底層驅動來實現的。Camera具體層次架構如圖1所示。

2 V4L2視頻采集驅動接口

Camera的硬件抽象層遵循V4L2接口系列規范，通過V4L2接口完成Camera的各項功能。V4L2是Linux中關于視頻設備的內核驅動，是Alan CoX為了給Linux下視頻采集設備驅動程序的編寫提供同一的接口而提出的一套規范(API)。用于管理所有視頻采集設備的驅動，統一的驅動接口使得軟件能夠較容易的訪問這些設備，給驅動程序的編寫者提供了極大的方便。在手持終端的視頻采集模塊中得到了廣泛的應用。


V4L2驅動框架的主要作用是對視頻數據的時序和數據緩沖區的內存管理，并不直接和硬件打交道，控制硬件和獲得視頻數據需要借助I2C、PCI等驅動來完成。它是一個雙層驅動系統，上層為video device模塊，是注冊了設備功能函數的字符設備。下層為V4L2驅動，利用video_register_ device()注冊V4L2驅動和設備節點/dev/video，在open函數打開/dev/video后，對應的對設備文件的操作則實際替換成由v4l2_ioctl_ ops結構定義的各種V4L2的接口來完成。V4L2視頻采集流程如圖2所示。