2、RK平台AF硬件架构：RK ISP与AF硬件模块、PDAF与CDAF原理、RK AF控制器寄存器概览

2.1 RK ISP 与 AF 硬件模块

做 AF 调试，第一件事不是调参数，而是搞清楚硬件长什么样。RK 平台的 ISP 和 AF 模块是紧密耦合的，说白了，AF 是 ISP 内部的一个专用硬件加速器。

我刚开始接触 RK 平台时，总觉得 AF 是 sensor 的事。后来才发现，RK ISP 内部有一个独立的 AF 引擎，它直接接管了统计数据的采集和计算。

整个硬件链路大致是这样的：

• Sensor 输出 RAW 数据给 ISP
• ISP 内部经过 BLC、LSC 等预处理后，数据分两路：一路去图像处理管线，另一路去 AF 统计模块
• AF 统计模块 计算对比度、相位差等数据，写入寄存器
• AF 控制器 读取这些统计数据，结合算法，输出 lens 位置控制信号
• VCM（音圈马达） 驱动 lens 移动到目标位置

嗯，这里要注意：RK 不同芯片的 ISP 版本不同，AF 模块的寄存器地址和功能会有差异。比如 RK3588 的 ISP3.0 和 RK3399 的 ISP2.0，AF 统计窗口的配置方式就不一样。

2.2 PDAF 与 CDAF 原理

AF 算法就两大流派：CDAF（对比度检测）和 PDAF（相位检测）。RK 平台两者都支持，而且可以混合使用。

2.2.1 CDAF：传统但可靠

CDAF 的原理很简单：找图像对比度最大的位置。对比度越高，画面越清晰。

RK ISP 内部有一个 Focus Value（FV） 统计模块，它会计算每个像素邻域的梯度信息。FV 值越大，说明图像越锐利。

我曾经在一个低照度项目里，CDAF 怎么都搜不到峰值。后来发现是 ISP 的降噪强度太大，把高频细节全抹掉了。调低降噪后，FV 曲线一下就正常了。

CDAF 特性	说明
优点	算法简单，硬件开销小，适用场景广
缺点	需要来回搜索，速度慢，低对比度场景容易失败
RK 实现	支持多窗口 FV 统计，可配置 Sobel/Laplacian 算子

2.2.2 PDAF：快，但有条件

PDAF 靠的是 sensor 上的相位检测像素。这些像素成对出现，通过比较左右（或上下）像素的相位差，直接算出 lens 应该往哪个方向移动多少距离。

你想想看，PDAF 一次计算就知道方向，而 CDAF 得来回试探。这就是 PDAF 快的原因。

RK 平台对 PDAF 的支持分两种：

• On-Sensor PDAF：sensor 内部完成相位差计算，直接输出 defocus 值给 ISP
• ISP-based PDAF：sensor 输出 RAW 数据，ISP 内部的 PDAF 模块自己算相位差

2.2.3 混合 AF：取长补短

RK 的 AF 控制器支持混合模式：先用 PDAF 快速粗调，再用 CDAF 精调。这样既快又准。

我记得有个项目，纯 PDAF 在暗光下精度不够，纯 CDAF 又太慢。最后用了混合模式，PDAF 先拉到 80% 的精度，CDAF 再微调剩下的 20%，效果很好。

2.3 RK AF 控制器寄存器概览

AF 控制器说白了就是一堆寄存器。你写对了，AF 就工作；写错了，lens 乱跑或者干脆不动。

我整理了一份常用寄存器清单，这些是调试时最常碰到的：

寄存器名称	偏移地址	功能描述
AF_CTRL	0x0000	AF 使能、模式选择（CDAF/PDAF/混合）
AF_WINx	0x0010~0x001C	统计窗口坐标和大小配置（最多 4 个窗口）
AF_FV	0x0020	当前帧的 Focus Value 值（只读）
AF_PD_DATA	0x0030	PDAF 相位差数据（只读）
AF_LENS_POS	0x0040	目标 lens 位置（写入后 AF 控制器自动驱动 VCM）
AF_STATUS	0x0050	AF 状态标志（忙/完成/错误）

寄存器操作示例（伪代码）：

// 1. 使能 AF 模块
write_reg(AF_CTRL, 0x01);

// 2. 配置统计窗口（中心区域 640x480）
write_reg(AF_WIN0_X, 320);   // 起始 X
write_reg(AF_WIN0_Y, 240);   // 起始 Y
write_reg(AF_WIN0_W, 640);   // 宽度
write_reg(AF_WIN0_H, 480);   // 高度

// 3. 选择 CDAF 模式
write_reg(AF_CTRL, 0x03);

// 4. 读取 FV 值
uint32_t fv = read_reg(AF_FV);

// 5. 设置 lens 位置
write_reg(AF_LENS_POS, 200);

嗯，这里要补充一点：AF_LENS_POS 写入的值不是物理距离，而是 VCM 的 DAC 码值。不同 VCM 的 DAC 范围和线性度不一样，需要提前校准。

2.4 整体硬件架构图

下面这张图展示了 RK 平台 AF 的完整数据流和控制流。我建议你把它打印出来贴在工位上，调试时对照着看，思路会清晰很多。

从这张图可以清楚看到：数据从 Sensor 出来，经过 ISP 预处理，一路去图像管线，另一路去 AF 统计模块。AF 控制器读取统计数据后，计算出 lens 应该去的位置，然后通过 VCM 驱动 lens 移动。lens 的物理位置又会反馈给 Sensor，形成闭环。