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Arducam OV9281 (Jetvariety) カメラを A603 Jetson キャリアボードで使用する

Arducam Jetvariety カメラは公式には NVIDIA 開発キットのキャリアボードのみをサポートしており、A603 はサポート対象外です。また Arducam のインストーラーが導入するオーバーレイは A603 では動作しません。カメラ自体は、小さなカスタム Device Tree を構築すれば問題なく動作します。このページでは、JetPack 6.2 (L4T R36.4.3) 上での Arducam OV9281 (B0223) の動作構成、その標準オーバーレイが失敗する理由、およびボード上のすべての USB を無効化してしまう落とし穴について説明します。

結果: /dev/video0 上の OV9281、GREY / Y10 / Y16 フォーマット、1280x800・1280x720・640x400、最大 80 fps、外部トリガー利用可能。

Arducam 純正オーバーレイが A603 で動作しない理由​

  1. A603 の単一の CSI コネクタは i2c-2 (i2c@3180000) 上の serial_a です。Arducam の開発キット向けオーバーレイは、センサーノードを cam_i2cmux ノード配下の serial_b/serial_c に接続しますが、このボードではその mux が一度もインスタンス化されないため、センサーノードは一切プローブされません。エラーメッセージも出ず、カメラが単に現れないだけです。
  2. Jetvariety コントローラは i2c アドレス 0x0c で応答します。i2cdetect -y -r 2 で確認してください。
  3. A603 BSP は独自に再ビルドしたカーネルを同梱し、NVIDIA の Device Tree ファイル名を再利用しているため、変更すべき Tree は開発キット用ではなく A603 用のものです。

まずはブートの安全確保​

注意

Arducam のインストーラーは、独自カーネルと開発キット用 Device Tree を組み合わせたブートエントリ（一般に JetsonIO とラベル付け）を追加します。このエントリで A603 をブートすると、USB ガジェットネットワークやキーボードを含むすべての USB ポートが無効になります。A603 の UEFI/extlinux ブートメニューはキーボード入力を一切受け付けないため、/boot/extlinux/extlinux.conf の DEFAULT が指しているものが常にブートされます。テストしていないエントリを DEFAULT に設定したままにしないでください。この状態からの復旧には、別のマシンからフラッシュ用 initrd を RCM ブートする必要があります（W7 のピン 3 と 4 にリカバリジャンパを装着）。

作業を始める前に、元のカーネルと DTB をバックアップし、さらに systemd タイマーを導入することを検討してください。このタイマーは、keep フラグファイルが存在しない限り、毎回のブートから約 180 秒後に DEFAULT を既知の正常エントリへリセットします。

# /usr/local/sbin/a603-boot-revert.sh
#!/bin/sh
[ -e /etc/a603-keep-boot-default ] && exit 0
sed -i 's/^DEFAULT .*/DEFAULT seeed/' /boot/extlinux/extlinux.conf

任意のブート実験のワークフロー: keep フラグを削除し、DEFAULT を実験用エントリに向けて再起動します。うまく動作したら、keep フラグを再作成します。ボードにアクセスできなくなった場合は電源を入れ直してください。自動的に既知の正常エントリへ戻ります。

動作する構成​

/boot/extlinux/extlinux.conf 内のブートエントリ:

LABEL arducam
      MENU LABEL Arducam kernel + A603 sensor-swapped DTB
      LINUX /boot/arducam/Image
      FDT /boot/kernel_a603-arducam.dtb
      APPEND ${cbootargs} root=/dev/nvme0n1p1 rw rootwait rootfstype=ext4 ...
  • カーネル: Arducam の arducam-nvidia-l4t-kernel パッケージに含まれるもの（インストーラーが取得）。arducam-csi2 Jetvariety ドライバが含まれています。
  • DTB: 下記の手順でビルドしたカスタム DTB。extlinux の FDT 行は、このボードではパーティションの DTB を上書きすることに注意してください。

Device Tree の方針: センサーだけを入れ替え、それ以外は維持する​

Arducam のカメラグラフを A603 の Tree に移植しようとすると、phandle や配線の不整合で失敗します。うまくいくのはその逆のアプローチです。すなわち、A603 が持つ完全なボード適合済みカメラグラフ（CSI チャネル、VI 配線、ports と endpoints、phandle 群、すべてがボードが標準対応する IMX219 用に構成済み）をそのまま維持し、センサーノードの識別情報だけを入れ替えます。

  1. 既存の A603 DTB を逆コンパイル: dtc -I dtb -O dts -o seeed.dts <stock DTB>
  2. Arducam のセンサーブロックを含む任意の DTB（たとえばオーバーレイから）を逆コンパイルし、その中の mode0 ノードを取得します
  3. seeed.dts の i2c@3180000 内で、rbpcv2_imx219_a@10 ノードを arducam_a@0c ノードに置き換えます:
    • compatible = "arducam,arducam-csi2", reg = <0x0c>, sensor_model = "arducam-csi2", use_sensor_mode_id = "true"
    • 元の devnode、reset-gpios、phandle および ports ブロック全体はそのまま残します。これによりすべての phandle が有効なままになります
    • Arducam の mode0 ブロックを挿入し、tegra_sinterface を "serial_a" に変更します
  4. cam0-rst GPIO hog を output-low から output-high に切り替えます（既存の Tree はカメラをリセット状態に保持しています）
  5. tegra-camera-platform のパス文字列と __symbols__ を .../rbpcv2_imx219_a@10 から .../arducam_a@0c に更新します
  6. 再コンパイルしてインストール: dtc -I dts -O dtb -o /boot/kernel_a603-arducam.dtb a603-arducam.dts

この変換を自動で行う Python スクリプトが このリポジトリ で公開されています。

dmesg における成功のサイン:

arducam-csi2 2-000c: firmware version: 0x10003
arducam-csi2 2-000c: Sensor ID: 0x9281
arducam-csi2 2-000c: sensor arducam-csi2 2-000c registered

ソフトウェアをデバッグする前にリボンケーブルを確認する​

センサーが i2c に応答しない場合は、まず物理層を確認してください:

  • カメラ側では、リボンケーブルの金メッキ端子がカメラ PCB から離れる向きになっている必要があり、両方のラッチが完全かつ均等に閉じている必要があります。
  • 決定的な診断方法は、遊端での電源テストです。リボンケーブルを A603 側だけに挿し、カメラ側は接続せずにボードの電源を入れ、マルチメータで遊端の最外側の端子を測定します。3.3 V が読めれば、ボード・ケーブル・ボード側の向きがすべて正常であり、残る不具合はカメラ側に限定されます。
  • ケーブル: 22 ピン、タイプ A（両端とも同じ面に金メッキ端子）、ストレート配線。

キャプチャ​

注記

ドライバのデフォルトの露光時間とゲインでは真っ黒なフレームになり、故障したカメラと全く同じ見た目になります。値は新しいストリームが開くたびにリセットされるため、キャプチャと同じ v4l2-ctl 呼び出しの中でコントロールを設定してください。

v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-fmt-video=width=1280,height=800,pixelformat=GREY \
  --set-ctrl exposure=10000 --set-ctrl analogue_gain=400 \
  --stream-mmap --stream-count=10 --stream-to=/tmp/frames.raw

範囲: exposure 1 ～ 65523、analogue_gain 100 ～ 1500。その他に利用可能なもの: trigger_mode（外部トリガー）、frame_rate 5 ～ 80、水平および垂直反転。

この手法は OV9281 B0223 で検証しましたが、Jetvariety の設計ではモードロジックが Device Tree ではなくカメラのオンボードコントローラ側にあるため、A603 上の他の Jetvariety モジュールにも適用できるはずです。

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