WIP FPC-III support
[linux/fpc-iii.git] / Documentation / devicetree / bindings / media / video-interfaces.txt
blob3920f25a9123568ffca47a77709668c855e349d0
1 Common bindings for video receiver and transmitter interfaces
3 General concept
4 ---------------
6 Video data pipelines usually consist of external devices, e.g. camera sensors,
7 controlled over an I2C, SPI or UART bus, and SoC internal IP blocks, including
8 video DMA engines and video data processors.
10 SoC internal blocks are described by DT nodes, placed similarly to other SoC
11 blocks.  External devices are represented as child nodes of their respective
12 bus controller nodes, e.g. I2C.
14 Data interfaces on all video devices are described by their child 'port' nodes.
15 Configuration of a port depends on other devices participating in the data
16 transfer and is described by 'endpoint' subnodes.
18 device {
19         ...
20         ports {
21                 #address-cells = <1>;
22                 #size-cells = <0>;
24                 port@0 {
25                         ...
26                         endpoint@0 { ... };
27                         endpoint@1 { ... };
28                 };
29                 port@1 { ... };
30         };
33 If a port can be configured to work with more than one remote device on the same
34 bus, an 'endpoint' child node must be provided for each of them.  If more than
35 one port is present in a device node or there is more than one endpoint at a
36 port, or port node needs to be associated with a selected hardware interface,
37 a common scheme using '#address-cells', '#size-cells' and 'reg' properties is
38 used.
40 All 'port' nodes can be grouped under optional 'ports' node, which allows to
41 specify #address-cells, #size-cells properties independently for the 'port'
42 and 'endpoint' nodes and any child device nodes a device might have.
44 Two 'endpoint' nodes are linked with each other through their 'remote-endpoint'
45 phandles.  An endpoint subnode of a device contains all properties needed for
46 configuration of this device for data exchange with other device.  In most
47 cases properties at the peer 'endpoint' nodes will be identical, however they
48 might need to be different when there is any signal modifications on the bus
49 between two devices, e.g. there are logic signal inverters on the lines.
51 It is allowed for multiple endpoints at a port to be active simultaneously,
52 where supported by a device.  For example, in case where a data interface of
53 a device is partitioned into multiple data busses, e.g. 16-bit input port
54 divided into two separate ITU-R BT.656 8-bit busses.  In such case bus-width
55 and data-shift properties can be used to assign physical data lines to each
56 endpoint node (logical bus).
58 Documenting bindings for devices
59 --------------------------------
61 All required and optional bindings the device supports shall be explicitly
62 documented in device DT binding documentation. This also includes port and
63 endpoint nodes for the device, including unit-addresses and reg properties where
64 relevant.
66 Please also see Documentation/devicetree/bindings/graph.txt .
68 Required properties
69 -------------------
71 If there is more than one 'port' or more than one 'endpoint' node or 'reg'
72 property is present in port and/or endpoint nodes the following properties
73 are required in a relevant parent node:
75  - #address-cells : number of cells required to define port/endpoint
76                     identifier, should be 1.
77  - #size-cells    : should be zero.
80 Optional properties
81 -------------------
83 - flash-leds: An array of phandles, each referring to a flash LED, a sub-node
84   of the LED driver device node.
86 - lens-focus: A phandle to the node of the focus lens controller.
88 - rotation: The camera rotation is expressed as the angular difference in
89   degrees between two reference systems, one relative to the camera module, and
90   one defined on the external world scene to be captured when projected on the
91   image sensor pixel array.
93   A camera sensor has a 2-dimensional reference system 'Rc' defined by
94   its pixel array read-out order. The origin is set to the first pixel
95   being read out, the X-axis points along the column read-out direction
96   towards the last columns, and the Y-axis along the row read-out
97   direction towards the last row.
99   A typical example for a sensor with a 2592x1944 pixel array matrix
100   observed from the front is:
102               2591       X-axis          0
103                 <------------------------+ 0
104                 .......... ... ..........!
105                 .......... ... ..........! Y-axis
106                            ...           !
107                 .......... ... ..........!
108                 .......... ... ..........! 1943
109                                          V
111   The external world scene reference system 'Rs' is a 2-dimensional
112   reference system on the focal plane of the camera module. The origin is
113   placed on the top-left corner of the visible scene, the X-axis points
114   towards the right, and the Y-axis points towards the bottom of the
115   scene. The top, bottom, left and right directions are intentionally not
116   defined and depend on the environment in which the camera is used.
118   A typical example of a (very common) picture of a shark swimming from
119   left to right, as seen from the camera, is:
121                0               X-axis
122              0 +------------------------------------->
123                !
124                !
125                !
126                !           |\____)\___
127                !           ) _____  __`<
128                !           |/     )/
129                !
130                !
131                !
132                V
133              Y-axis
135   with the reference system 'Rs' placed on the camera focal plane:
137                                   ¸.·˙!
138                               ¸.·˙    !
139                   _       ¸.·˙        !
140                +-/ \-+¸.·˙            !
141                | (o) |                ! Camera focal plane
142                +-----+˙·.¸            !
143                           ˙·.¸        !
144                               ˙·.¸    !
145                                   ˙·.¸!
147   When projected on the sensor's pixel array, the image and the associated
148   reference system 'Rs' are typically (but not always) inverted, due to
149   the camera module's lens optical inversion effect.
151   Assuming the above represented scene of the swimming shark, the lens
152   inversion projects the scene and its reference system onto the sensor
153   pixel array, seen from the front of the camera sensor, as follows:
155             Y-axis
156                ^
157                !
158                !
159                !
160                !            |\_____)\__
161                !            ) ____  ___.<
162                !            |/    )/
163                !
164                !
165                !
166              0 +------------------------------------->
167                0               X-axis
169   Note the shark being upside-down.
171   The resulting projected reference system is named 'Rp'.
173   The camera rotation property is then defined as the angular difference
174   in the counter-clockwise direction between the camera reference system
175   'Rc' and the projected scene reference system 'Rp'. It is expressed in
176   degrees as a number in the range [0, 360[.
178   Examples
180   0 degrees camera rotation:
183                     Y-Rp
184                      ^
185               Y-Rc   !
186                ^     !
187                !     !
188                !     !
189                !     !
190                !     !
191                !     !
192                !     !
193                !     !
194                !   0 +------------------------------------->
195                !     0               X-Rp
196              0 +------------------------------------->
197                0               X-Rc
200                                 X-Rc                0
201                <------------------------------------+ 0
202                            X-Rp                 0   !
203            <------------------------------------+ 0 !
204                                                 !   !
205                                                 !   !
206                                                 !   !
207                                                 !   !
208                                                 !   !
209                                                 !   !
210                                                 !   !
211                                                 !   V
212                                                 !  Y-Rc
213                                                 V
214                                                Y-Rp
216   90 degrees camera rotation:
218                0        Y-Rc
219              0 +-------------------->
220                !   Y-Rp
221                !    ^
222                !    !
223                !    !
224                !    !
225                !    !
226                !    !
227                !    !
228                !    !
229                !    !
230                !    !
231                !  0 +------------------------------------->
232                !    0              X-Rp
233                !
234                !
235                !
236                !
237                V
238               X-Rc
240   180 degrees camera rotation:
242                                             0
243        <------------------------------------+ 0
244                         X-Rc                !
245               Y-Rp                          !
246                ^                            !
247                !                            !
248                !                            !
249                !                            !
250                !                            !
251                !                            !
252                !                            !
253                !                            V
254                !                           Y-Rc
255              0 +------------------------------------->
256                0              X-Rp
258   270 degrees camera rotation:
260                0        Y-Rc
261              0 +-------------------->
262                !                                        0
263                !    <-----------------------------------+ 0
264                !                    X-Rp                !
265                !                                        !
266                !                                        !
267                !                                        !
268                !                                        !
269                !                                        !
270                !                                        !
271                !                                        !
272                !                                        !
273                !                                        V
274                !                                       Y-Rp
275                !
276                !
277                !
278                !
279                V
280               X-Rc
283   Example one - Webcam
285   A camera module installed on the user facing part of a laptop screen
286   casing used for video calls. The captured images are meant to be
287   displayed in landscape mode (width > height) on the laptop screen.
289   The camera is typically mounted upside-down to compensate the lens
290   optical inversion effect:
292                     Y-Rp
293               Y-Rc   ^
294                ^     !
295                !     !
296                !     !       |\_____)\__
297                !     !       ) ____  ___.<
298                !     !       |/    )/
299                !     !
300                !     !
301                !     !
302                !   0 +------------------------------------->
303                !     0           X-Rp
304              0 +------------------------------------->
305                0            X-Rc
307   The two reference systems are aligned, the resulting camera rotation is
308   0 degrees, no rotation correction needs to be applied to the resulting
309   image once captured to memory buffers to correctly display it to users:
311                +--------------------------------------+
312                !                                      !
313                !                                      !
314                !                                      !
315                !             |\____)\___              !
316                !             ) _____  __`<            !
317                !             |/     )/                !
318                !                                      !
319                !                                      !
320                !                                      !
321                +--------------------------------------+
323   If the camera sensor is not mounted upside-down to compensate for the
324   lens optical inversion, the two reference systems will not be aligned,
325   with 'Rp' being rotated 180 degrees relatively to 'Rc':
328                         X-Rc                0
329        <------------------------------------+ 0
330                                             !
331               Y-Rp                          !
332                ^                            !
333                !                            !
334                !       |\_____)\__          !
335                !       ) ____  ___.<        !
336                !       |/    )/             !
337                !                            !
338                !                            !
339                !                            V
340                !                           Y-Rc
341              0 +------------------------------------->
342                0            X-Rp
344   The image once captured to memory will then be rotated by 180 degrees:
346                +--------------------------------------+
347                !                                      !
348                !                                      !
349                !                                      !
350                !              __/(_____/|             !
351                !            >.___  ____ (             !
352                !                 \(    \|             !
353                !                                      !
354                !                                      !
355                !                                      !
356                +--------------------------------------+
358   A software rotation correction of 180 degrees should be applied to
359   correctly display the image:
361                +--------------------------------------+
362                !                                      !
363                !                                      !
364                !                                      !
365                !             |\____)\___              !
366                !             ) _____  __`<            !
367                !             |/     )/                !
368                !                                      !
369                !                                      !
370                !                                      !
371                +--------------------------------------+
373   Example two - Phone camera
375   A camera installed on the back side of a mobile device facing away from
376   the user. The captured images are meant to be displayed in portrait mode
377   (height > width) to match the device screen orientation and the device
378   usage orientation used when taking the picture.
380   The camera sensor is typically mounted with its pixel array longer side
381   aligned to the device longer side, upside-down mounted to compensate for
382   the lens optical inversion effect:
384                0        Y-Rc
385              0 +-------------------->
386                !   Y-Rp
387                !    ^
388                !    !
389                !    !
390                !    !
391                !    !            |\_____)\__
392                !    !            ) ____  ___.<
393                !    !            |/    )/
394                !    !
395                !    !
396                !    !
397                !  0 +------------------------------------->
398                !    0                X-Rp
399                !
400                !
401                !
402                !
403                V
404               X-Rc
406   The two reference systems are not aligned and the 'Rp' reference
407   system is rotated by 90 degrees in the counter-clockwise direction
408   relatively to the 'Rc' reference system.
410   The image once captured to memory will be rotated:
412                +-------------------------------------+
413                |                 _ _                 |
414                |                \   /                |
415                |                 | |                 |
416                |                 | |                 |
417                |                 |  >                |
418                |                <  |                 |
419                |                 | |                 |
420                |                   .                 |
421                |                  V                  |
422                +-------------------------------------+
424   A correction of 90 degrees in counter-clockwise direction has to be
425   applied to correctly display the image in portrait mode on the device
426   screen:
428                         +--------------------+
429                         |                    |
430                         |                    |
431                         |                    |
432                         |                    |
433                         |                    |
434                         |                    |
435                         |   |\____)\___      |
436                         |   ) _____  __`<    |
437                         |   |/     )/        |
438                         |                    |
439                         |                    |
440                         |                    |
441                         |                    |
442                         |                    |
443                         +--------------------+
445 - orientation: The orientation of a device (typically an image sensor or a flash
446   LED) describing its mounting position relative to the usage orientation of the
447   system where the device is installed on.
448   Possible values are:
449   0 - Front. The device is mounted on the front facing side of the system.
450   For mobile devices such as smartphones, tablets and laptops the front side is
451   the user facing side.
452   1 - Back. The device is mounted on the back side of the system, which is
453   defined as the opposite side of the front facing one.
454   2 - External. The device is not attached directly to the system but is
455   attached in a way that allows it to move freely.
457 Optional endpoint properties
458 ----------------------------
460 - remote-endpoint: phandle to an 'endpoint' subnode of a remote device node.
461 - slave-mode: a boolean property indicating that the link is run in slave mode.
462   The default when this property is not specified is master mode. In the slave
463   mode horizontal and vertical synchronization signals are provided to the
464   slave device (data source) by the master device (data sink). In the master
465   mode the data source device is also the source of the synchronization signals.
466 - bus-type: data bus type. Possible values are:
467   1 - MIPI CSI-2 C-PHY
468   2 - MIPI CSI1
469   3 - CCP2
470   4 - MIPI CSI-2 D-PHY
471   5 - Parallel
472   6 - Bt.656
473 - bus-width: number of data lines actively used, valid for the parallel busses.
474 - data-shift: on the parallel data busses, if bus-width is used to specify the
475   number of data lines, data-shift can be used to specify which data lines are
476   used, e.g. "bus-width=<8>; data-shift=<2>;" means, that lines 9:2 are used.
477 - hsync-active: active state of the HSYNC signal, 0/1 for LOW/HIGH respectively.
478 - vsync-active: active state of the VSYNC signal, 0/1 for LOW/HIGH respectively.
479   Note, that if HSYNC and VSYNC polarities are not specified, embedded
480   synchronization may be required, where supported.
481 - data-active: similar to HSYNC and VSYNC, specifies data line polarity.
482 - data-enable-active: similar to HSYNC and VSYNC, specifies the data enable
483   signal polarity.
484 - field-even-active: field signal level during the even field data transmission.
485 - pclk-sample: sample data on rising (1) or falling (0) edge of the pixel clock
486   signal.
487 - sync-on-green-active: active state of Sync-on-green (SoG) signal, 0/1 for
488   LOW/HIGH respectively.
489 - data-lanes: an array of physical data lane indexes. Position of an entry
490   determines the logical lane number, while the value of an entry indicates
491   physical lane, e.g. for 2-lane MIPI CSI-2 bus we could have
492   "data-lanes = <1 2>;", assuming the clock lane is on hardware lane 0.
493   If the hardware does not support lane reordering, monotonically
494   incremented values shall be used from 0 or 1 onwards, depending on
495   whether or not there is also a clock lane. This property is valid for
496   serial busses only (e.g. MIPI CSI-2).
497 - clock-lanes: an array of physical clock lane indexes. Position of an entry
498   determines the logical lane number, while the value of an entry indicates
499   physical lane, e.g. for a MIPI CSI-2 bus we could have "clock-lanes = <0>;",
500   which places the clock lane on hardware lane 0. This property is valid for
501   serial busses only (e.g. MIPI CSI-2). Note that for the MIPI CSI-2 bus this
502   array contains only one entry.
503 - clock-noncontinuous: a boolean property to allow MIPI CSI-2 non-continuous
504   clock mode.
505 - link-frequencies: Allowed data bus frequencies. For MIPI CSI-2, for
506   instance, this is the actual frequency of the bus, not bits per clock per
507   lane value. An array of 64-bit unsigned integers.
508 - lane-polarities: an array of polarities of the lanes starting from the clock
509   lane and followed by the data lanes in the same order as in data-lanes.
510   Valid values are 0 (normal) and 1 (inverted). The length of the array
511   should be the combined length of data-lanes and clock-lanes properties.
512   If the lane-polarities property is omitted, the value must be interpreted
513   as 0 (normal). This property is valid for serial busses only.
514 - strobe: Whether the clock signal is used as clock (0) or strobe (1). Used
515   with CCP2, for instance.
517 Example
518 -------
520 The example snippet below describes two data pipelines.  ov772x and imx074 are
521 camera sensors with a parallel and serial (MIPI CSI-2) video bus respectively.
522 Both sensors are on the I2C control bus corresponding to the i2c0 controller
523 node.  ov772x sensor is linked directly to the ceu0 video host interface.
524 imx074 is linked to ceu0 through the MIPI CSI-2 receiver (csi2). ceu0 has a
525 (single) DMA engine writing captured data to memory.  ceu0 node has a single
526 'port' node which may indicate that at any time only one of the following data
527 pipelines can be active: ov772x -> ceu0 or imx074 -> csi2 -> ceu0.
529         ceu0: ceu@fe910000 {
530                 compatible = "renesas,sh-mobile-ceu";
531                 reg = <0xfe910000 0xa0>;
532                 interrupts = <0x880>;
534                 mclk: master_clock {
535                         compatible = "renesas,ceu-clock";
536                         #clock-cells = <1>;
537                         clock-frequency = <50000000>;   /* Max clock frequency */
538                         clock-output-names = "mclk";
539                 };
541                 port {
542                         #address-cells = <1>;
543                         #size-cells = <0>;
545                         /* Parallel bus endpoint */
546                         ceu0_1: endpoint@1 {
547                                 reg = <1>;              /* Local endpoint # */
548                                 remote = <&ov772x_1_1>; /* Remote phandle */
549                                 bus-width = <8>;        /* Used data lines */
550                                 data-shift = <2>;       /* Lines 9:2 are used */
552                                 /* If hsync-active/vsync-active are missing,
553                                    embedded BT.656 sync is used */
554                                 hsync-active = <0>;     /* Active low */
555                                 vsync-active = <0>;     /* Active low */
556                                 data-active = <1>;      /* Active high */
557                                 pclk-sample = <1>;      /* Rising */
558                         };
560                         /* MIPI CSI-2 bus endpoint */
561                         ceu0_0: endpoint@0 {
562                                 reg = <0>;
563                                 remote = <&csi2_2>;
564                         };
565                 };
566         };
568         i2c0: i2c@fff20000 {
569                 ...
570                 ov772x_1: camera@21 {
571                         compatible = "ovti,ov772x";
572                         reg = <0x21>;
573                         vddio-supply = <&regulator1>;
574                         vddcore-supply = <&regulator2>;
576                         clock-frequency = <20000000>;
577                         clocks = <&mclk 0>;
578                         clock-names = "xclk";
580                         port {
581                                 /* With 1 endpoint per port no need for addresses. */
582                                 ov772x_1_1: endpoint {
583                                         bus-width = <8>;
584                                         remote-endpoint = <&ceu0_1>;
585                                         hsync-active = <1>;
586                                         vsync-active = <0>; /* Who came up with an
587                                                                inverter here ?... */
588                                         data-active = <1>;
589                                         pclk-sample = <1>;
590                                 };
591                         };
592                 };
594                 imx074: camera@1a {
595                         compatible = "sony,imx074";
596                         reg = <0x1a>;
597                         vddio-supply = <&regulator1>;
598                         vddcore-supply = <&regulator2>;
600                         clock-frequency = <30000000>;   /* Shared clock with ov772x_1 */
601                         clocks = <&mclk 0>;
602                         clock-names = "sysclk";         /* Assuming this is the
603                                                            name in the datasheet */
604                         port {
605                                 imx074_1: endpoint {
606                                         clock-lanes = <0>;
607                                         data-lanes = <1 2>;
608                                         remote-endpoint = <&csi2_1>;
609                                 };
610                         };
611                 };
612         };
614         csi2: csi2@ffc90000 {
615                 compatible = "renesas,sh-mobile-csi2";
616                 reg = <0xffc90000 0x1000>;
617                 interrupts = <0x17a0>;
618                 #address-cells = <1>;
619                 #size-cells = <0>;
621                 port@1 {
622                         compatible = "renesas,csi2c";   /* One of CSI2I and CSI2C. */
623                         reg = <1>;                      /* CSI-2 PHY #1 of 2: PHY_S,
624                                                            PHY_M has port address 0,
625                                                            is unused. */
626                         csi2_1: endpoint {
627                                 clock-lanes = <0>;
628                                 data-lanes = <2 1>;
629                                 remote-endpoint = <&imx074_1>;
630                         };
631                 };
632                 port@2 {
633                         reg = <2>;                      /* port 2: link to the CEU */
635                         csi2_2: endpoint {
636                                 remote-endpoint = <&ceu0_0>;
637                         };
638                 };
639         };