Energieverwaltung für Kamera für moderne Standbyplattformen

Mit den Kameras auf modernen mobilen Plattformen können Benutzer Standbildvideos und bewegte Videos ihrer Umgebung erfassen und Video und Audio verwenden, um mit anderen Benutzern über das Internet zu kommunizieren. Das allgemeine Ziel der Energieverwaltung für ein Kameragerät lässt sich einfach beschreiben – das Kamera-Subsystem muss ausgeschaltet werden und 0 Watt verbrauchen, es sei denn, die Kamera wird aktiv verwendet.

Wenn die Kamera aktiv verwendet wird, um Video an eine Anwendung zu streamen, sollten der Kamerasensor und verwandte Komponenten eingeschaltet werden. In Windows kann die Kamerahardware im modernen Standbymodus deaktiviert werden, indem alle Microsoft Store-Apps im Vordergrund angehalten werden, die möglicherweise Daten vom Kameragerät streamen. Windows trifft keine Vorkehrungen für die Verwendung von Kamerageräten, während sich das System im modernen Standbymodus befindet, sodass ein Kameragerät nur verwendet werden kann, wenn die Anzeige aktiviert ist.

Kamerasubsystem

Im Hinblick auf die Energieverwaltung sind Kameras eines der komplexesten Geräte-Subsysteme in einer mobilen Plattform. Diese Komplexität ist ein Ergebnis der engen Koordination zwischen den digitalen und Bildsignalverarbeitungseinheiten, die in das System auf einem Chip (SoC) integriert sind, und dem Kamerasensor, dem Autofokus und den Blitzkomponenten, die sich außerhalb des SoC-Chips befinden.

In der folgenden Diskussion beschreibt der Begriff On-SoCcomponent eine Komponente, die in den SoC-Chip integriert ist. Eine Off-SoC-Komponente befindet sich außerhalb des SoC-Chips.

Das Design des Kamera-Subsystems wird noch komplexer, wenn für die Hardware der On-SoC-Bildverarbeitung zwischen zwei oder mehr Kamera-Subsystemen ein Multiplexvorgang erfolgen muss.

Von Tablet-PCs werden erwartet, dass sowohl eine frontseitige als auch eine hintere Kamera vorhanden sind, und diese Kameras teilen sich die gleiche On-SoC-Bildverarbeitungshardware. Die Hardwarefreigabe impliziert Multiplexing auf Hardware- und Softwareebenen. Aufgrund dieser Komplexität sollte der Systemintegrator eng mit dem SoC-Chipanbieter zusammenarbeiten, um die Kameras in die Plattform zu integrieren und die Kamerageräte-Energieverwaltung zu implementieren.

Wenn sich das System im modernen Standbymodus befindet (Display aus), müssen der Kamerasensor, die Kameraverarbeitungseinheit, der optionale Autofokus und Blitzkomponenten energielos sein und null Watt verbrauchen. Für die Kamerakomponenten auf dem SoC muss der SoC-Anbieter einen Treiber bereitstellen, der die Bildverarbeitungskomponenten verwaltet. Der Bildverarbeitungstreiber koordiniert die Energieverwaltung der On-SoC-Komponenten mit dem Power Engine Plug-In (PEP).

Für die Off-SoC-Kamerakomponenten, die den Sensor, den automatischen Fokus und den Blitz beinhalten, muss der Systemintegrator die Power Rail-Schaltfunktion und die zugehörige GPIO-Steuerungssignalisierung bereitstellen, die von der ACPI-Firmware gesteuert werden.

Der Systemintegrator muss auch einen oder mehrere Gerätetreiber bereitstellen, um den Sensor, den automatischen Fokus und die Flashhardware direkt zu verwalten. Aufgrund der Komplexität des Kamera-Subsystems und der Abhängigkeiten zwischen den On-SoC- und Off-SoC-Komponenten werden die Kamerasensor- und Blitztreiber in der Regel vom SoC-Anbieter bereitgestellt. Der Systemintegrator muss auch einen Kameracontrollertreiber bereitstellen, bei dem es sich um einen Kernelmodus AVStream-Minitreiber handelt. Der Kameracontrollertreiber ist dafür verantwortlich, die Kamerageräte für das Windows-Multimedia-Subsystem zur Verfügung zu stellen. Es wird jedoch empfohlen, dass dieser Treiber aufgrund von Komplexitäten im AVStream-Minitreibermodell keine Plattformhardware steuert. Stattdessen wird empfohlen, dass sich der Kameracontrollertreiber auf die anderen Kamerakomponententreiber für den Zugriff auf Hardwareressourcen und Gerätestromverwaltung verlassen sollte. Das heißt, der Kameracontrollertreiber sollte mit dem Treiber kommunizieren, der die On-SoC-Bildverarbeitungshardware und den Treiber oder Treiber kontrolliert, die den Off-SoC-Sensor und die Blitzgeräte steuern.

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