3. Sensor 模块配置：sensor_id、sensor_name、曝光时间、增益、帧率、MIPI Lane 配置

Sensor 模块是 Camera 管线链路的物理起点，其配置质量直接决定原始图像数据的采集精度与传输稳定性。在高通 CHI 架构中，Sensor 配置通过 XML 节点 <sensor> 定义，包含设备标识、曝光控制参数、帧率同步以及 MIPI 物理层接口配置。本章将逐一拆解这些核心参数，并给出调优建议。

3.1 设备标识：sensor_id 与 sensor_name

sensor_id 和 sensor_name 是 Sensor 模块在 CHI 配置中的唯一标识，用于在运行时匹配物理设备与逻辑管线。

3.2 曝光时间与增益控制

曝光时间（Exposure Time）和增益（Gain）共同决定了 Sensor 的感光能力与信噪比。CHI 配置中通过 <exposure> 和 <gain> 节点定义其范围与步进。

• 曝光时间：单位通常为微秒（μs），范围受帧率与行时间限制。最大曝光时间 ≤ 帧周期 - 消隐时间。
• 模拟增益：在像素读出前放大信号，噪声较低，典型范围 1x ~ 16x。
• 数字增益：在 ADC 转换后放大，会放大噪声，建议仅在模拟增益不足时使用。

<!-- CHI XML 曝光与增益配置示例 -->
<sensor>
    <exposure>
        <min>100</min>          <!-- 最小曝光时间 (μs) -->
        <max>33000</max>        <!-- 最大曝光时间 (μs) -->
        <step>1</step>          <!-- 步进 (μs) -->
    </exposure>
    <gain>
        <analog_min>1.0</analog_min>
        <analog_max>16.0</analog_max>
        <digital_min>1.0</digital_min>
        <digital_max>8.0</digital_max>
    </gain>
</sensor>

3.3 帧率配置与同步

帧率（Frame Rate）由 Sensor 的垂直消隐（VBlank）和水平消隐（HBlank）共同决定。CHI 配置中通过 <frame_rate> 节点或直接配置 <vt_pixel_clk>、<line_length_pclk>、<frame_length_lines> 来实现。

帧率计算公式：

帧率 (fps) = vt_pixel_clk / (line_length_pclk × frame_length_lines)

3.4 MIPI Lane 配置

MIPI CSI-2 物理层通过 Lane 传输图像数据。Lane 数量与速率直接影响带宽上限。CHI 配置中通过 <mipi> 节点定义 Lane 数、每 Lane 速率以及时钟配置。

<!-- MIPI Lane 配置示例 -->
<mipi>
    <lane_count>4</lane_count>           <!-- 1/2/4 Lane 可选 -->
    <lane_speed_mbps>2400</lane_speed_mbps> <!-- 每 Lane 速率 (Mbps) -->
    <clk_continuous>true</clk_continuous>   <!-- 连续时钟模式 -->
</mipi>

带宽计算公式：

总带宽 (Mbps) = lane_count × lane_speed_mbps × 2 (DDR)
有效带宽 = 总带宽 × (8/10)  (8b10b 编码开销)

3.5 Sensor 配置整体流程

下图展示了 Sensor 模块从设备识别到参数生效的完整配置流程：

3.6 参数调优检查清单

在实际项目中，建议按照以下清单逐项确认 Sensor 配置的正确性：

1. 设备匹配：确认 sensor_id 与硬件 I2C 地址一致，sensor_name 在日志中正确打印。
2. 曝光范围：验证最大曝光时间是否满足低光照场景需求，最小曝光时间是否支持高速运动场景。
3. 增益步进：检查模拟增益步进是否平滑，避免出现亮度跳变。
4. 帧率稳定性：使用示波器测量 VSYNC 信号，确认帧率波动在 ±1% 以内。
5. MIPI 信号完整性：通过眼图测试确认每 Lane 速率下的信号质量，确保误码率低于 10⁻¹²。
6. 带宽余量：计算有效带宽是否大于实际数据量，建议保留 20% 余量以应对突发场景。