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Usar câmera Arducam OV9281 (Jetvariety) com a placa carrier A603 Jetson

As câmeras Arducam Jetvariety oferecem suporte oficial à placa carrier do kit de desenvolvimento NVIDIA, não à A603, e o overlay do instalador da Arducam não funciona na A603. A própria câmera funciona bem assim que você cria uma pequena device tree personalizada. Esta página documenta a configuração funcional para a Arducam OV9281 (B0223) no JetPack 6.2 (L4T R36.4.3), os motivos pelos quais o overlay padrão falha e uma armadilha que pode desativar todas as portas USB da placa.

Resultado: OV9281 em /dev/video0, formatos GREY / Y10 / Y16 em 1280x800, 1280x720 e 640x400, até 80 fps, com disparo externo disponível.

Por que o overlay da própria Arducam não pode funcionar na A603​

  1. O único conector CSI da A603 é o serial_a no i2c-2 (i2c@3180000). O overlay do kit de desenvolvimento da Arducam conecta seus nós de sensor a serial_b/serial_c sob um nó cam_i2cmux, um mux que nunca é instanciado nesta placa, então os nós de sensor nunca são sondados. Não há mensagem de erro; a câmera simplesmente nunca aparece.
  2. O controlador Jetvariety responde no endereço i2c 0x0c. Verifique com i2cdetect -y -r 2.
  3. O BSP da A603 traz seu próprio kernel recompilado e reutiliza os nomes de arquivo de device tree da NVIDIA, então a árvore que deve ser modificada é a da A603, não a de um kit de desenvolvimento.

Segurança de boot em primeiro lugar​

cuidado

O instalador da Arducam adiciona uma entrada de boot (comumente rotulada JetsonIO) que emparelha o kernel deles com a device tree do kit de desenvolvimento. Inicializar essa entrada na A603 desativa todas as portas USB, incluindo a rede USB gadget e qualquer teclado. O menu de boot UEFI/extlinux da A603 não aceita entrada de teclado, então o que quer que DEFAULT aponte em /boot/extlinux/extlinux.conf é o que inicializa, sempre. Nunca deixe DEFAULT apontando para uma entrada não testada. A recuperação desse estado exige inicializar em RCM o initrd de gravação a partir de outra máquina (jumper de recuperação nos pinos 3 e 4 de W7).

Antes de experimentar, faça backup do kernel e do DTB originais e considere instalar um timer do systemd que redefina DEFAULT para uma entrada conhecida e funcional cerca de 180 segundos após cada boot, a menos que exista um arquivo de sinalização de manutenção:

# /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

Fluxo de trabalho para qualquer experimento de boot: remova a sinalização de manutenção, aponte DEFAULT para a entrada experimental e reinicie. Se funcionar, crie novamente a sinalização de manutenção. Se a placa se tornar inacessível, desligue e ligue a alimentação e ela voltará sozinha para a entrada conhecida e funcional.

A configuração funcional​

Entrada de boot em /boot/extlinux/extlinux.conf:

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 ...
  • Kernel: o da Arducam, do pacote arducam-nvidia-l4t-kernel (o instalador deles o baixa). Ele contém o driver Jetvariety arducam-csi2.
  • DTB: personalizado, compilado conforme descrito abaixo. Observe que a linha FDT no extlinux substitui o DTB da partição nesta placa.

Estratégia de device tree: trocar o sensor, manter todo o resto​

Enxertar o grafo de câmera da Arducam na árvore da A603 falha por incompatibilidades de phandle e de cabeamento. O que funciona é o oposto: manter o grafo de câmera completo e correto da A603 (canal CSI, cabeamento VI, portas e endpoints, phandles, tudo construído para o IMX219 que a placa suporta de fábrica) e trocar apenas a identidade do nó do sensor:

  1. Descompile o DTB padrão da A603: dtc -I dtb -O dts -o seeed.dts <stock DTB>
  2. Descompile qualquer DTB que contenha o bloco de sensor da Arducam (por exemplo, a partir do overlay deles) para obter seu nó mode0
  3. Em seeed.dts, dentro de i2c@3180000, substitua o nó rbpcv2_imx219_a@10 por um nó arducam_a@0c:
    • compatible = "arducam,arducam-csi2", reg = <0x0c>, sensor_model = "arducam-csi2", use_sensor_mode_id = "true"
    • mantenha o devnode, reset-gpios, phandle originais e todo o bloco ports literalmente; isso mantém todos os phandles válidos
    • insira o bloco mode0 da Arducam com tegra_sinterface alterado para "serial_a"
  4. Inverta o GPIO hog cam0-rst de output-low para output-high (a árvore padrão mantém a câmera em reset)
  5. Atualize as strings de caminho e __symbols__ de tegra-camera-platform de .../rbpcv2_imx219_a@10 para .../arducam_a@0c
  6. Recompile e instale: dtc -I dts -O dtb -o /boot/kernel_a603-arducam.dtb a603-arducam.dts

Um script Python que realiza essa transformação automaticamente está disponível neste repositório.

Assinatura de sucesso no dmesg:

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

Verifique o cabo flat antes de depurar o software​

Se o sensor não responder no i2c, verifique primeiro a camada física:

  • Na extremidade da câmera, os contatos dourados do cabo flat devem ficar voltados para longe da PCB da câmera, e ambas as travas devem estar totalmente e uniformemente fechadas.
  • Um diagnóstico decisivo é o teste de alimentação na extremidade livre: encaixe o cabo apenas na A603, deixe a extremidade da câmera solta, ligue a placa e meça os contatos mais externos da extremidade solta com um multímetro. Ler 3,3 V prova que a placa, o cabo e a orientação na extremidade da placa estão todos corretos, isolando qualquer falha restante para a extremidade da câmera.
  • Cabo: 22 pinos, tipo A (contatos dourados na mesma face em ambas as extremidades), ligação direta.

Captura​

nota

A exposição e o ganho padrão do driver produzem quadros pretos, o que parece exatamente uma câmera quebrada. Defina os controles na mesma invocação de v4l2-ctl que a captura, porque os valores são redefinidos toda vez que um novo fluxo é aberto.

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

Faixas: exposure de 1 a 65523, analogue_gain de 100 a 1500. Também disponíveis: trigger_mode (disparo externo), frame_rate de 5 a 80, espelhamento horizontal e vertical.

Embora a abordagem tenha sido testada com a OV9281 B0223, ela deve se aplicar a outros módulos Jetvariety na A603, já que o projeto Jetvariety coloca a lógica de modo no controlador onboard da câmera em vez da device tree.

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