一文讲解Android车载系统camera架构 - EVS_android evs架构

Android的camera开发中，使用最多的是camera2 以及现在Google主推的cameraX 架构，而这两个架构主要针对的是手机移动端上camera的流程。

而今天介绍的EVS(Exterior View System)架构是不同于camera2上的手机架构，针对Automotive的版本，也就是Android为车载开发的camera架构。

参考：https://source.android.google.cn/docs/devices/automotive/camera-hal?hl=zh-cn

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1.EVS概述 

EVS(Exterior View System)，可以见名知义，EVS的使用场景是针对汽车外景系统，具体表现就是倒车影像，360全景这类影像系统。

借鉴官方文档上的架构图，EVS主要分为四个部分：EVS APP、EVS Manager与EVS HAL，Vehicle HAL

1.1 EVS APP 

在EVS APP中，最重要的任务就是通过EVS Manager拿到底层HAL传递的Camera数据，不过原生的EVS APP实现其实是相当不完善的，在Android12中仅支持简单的图像预览。

APP的基本流程如图。

枚举底层配置video设备节点，对video设备所支持的格式进行判断，最后符合条件的，会将device放入到sCameraList中。

在需要使用Vehicle HAL的前提下，连接Vehicle HAL，订阅车辆挡位信息与转向灯信息，当数据变化时通过listener回调处理。

开启EvsStateControl状态更新线程，在该线程内根据外部输入调整EVS APP的运行状态以及实现具体的图像绘制。

源码位置 /packages/services/Car/cpp/evs/apps/default

参考：

https://s.deepinout.com/android-14.0.0_r2/xref/packages/services/Car/cpp/evs/apps/default/

1.2 EVS Manager

EVS Manager作为中间嵌套的一层，为APP提供接入EVS HAL的接口。

EVS Manager实现与底层 HAL 驱动程序相同的 API，并通过支持多个并发客户端来提供扩展服务（多个客户端可以通过 EVS 管理器打开相机并接收视频流）。

同时实现对两个重要抽象对象（EVS Camera与EVS Display）的集中管理，此外还提供了额外的诸如权限管理，诊断功能等。

EVS Manager本质上是对HAL接口的一层封装，只不过在此基础上增加了一些其他东西。比如数据统计、诊断相关以及对虚拟Camera设备的支持等。

源码位于packages/services/Car/cpp/evs/manager

参考：

https://s.deepinout.com/android-14.0.0_r2/xref/packages/services/Car/cpp/evs/manager/

1.3 EVS HAL

EVS HAL作为硬件抽象层的具体实现，将与内核驱动进行交互，获取具体摄像头数据。在这一层将会实现两个重要的抽象对象：EVS Camera与EVS Display。

EVS HAL作为隔离用户态程序（EVS APP）与底层驱动（Camera Driver）的HAL实现，是OEM产商最为关注的部分。这部分也是原生EVS架构中最为复杂的部分。

EVS HAL存在两个版本，即1.0版本与1.1版本。关于两个版本的具体差异，我们可以大致看一下HIDL接口上的差异。

从文件上来讲，在1.1中多了IEvsUltrasonicsArray.hal与IEvsUltrasonicsArrayStream.hal两个文件。

这两个文件中定义的接口其实是为摄像头上可能存在的超声波Sensor提供相应的API，这部分新增的内容可能是为了未来的自动驾驶做考虑。

其源码路径位于/hardware/interfaces/automotive/evs目录。

参考：

https://s.deepinout.com/android-14.0.0_r2/xref/hardware/interfaces/automotive/evs/

1.4 Vehicle HAL

Vehicle HAL是整体Android Automotive版本中对外（与汽车其他控制器）沟通的桥梁。

一般而言Vehicle向下会接入CAN/Uart/Ethernet实现对外通信，向上接入CarService，服务于Java Framework,当然Native Framework也是可以接入的。

Vehicle HAL的接口定义与默认实现位于hardware/interfaces/automotive/vehicle/2.0目录。

参考：

https://s.deepinout.com/android-14.0.0_r2/xref/hardware/interfaces/automotive/vehicle/2.0/

2.EVS与camera2 的区别

控制难易程度 

EVS架构一般针对车外摄像头。车外摄像头的位置都是固定的，且都属于鱼眼视角，其他参数上也较为固定。

因此也注定了在EVS架构中，系统对摄像头的控制是比较少的。

而camera2 本身是用于手机camera相关的控制上，或者可以用于车内中IMS（座舱检测系统）、DMS（驾驶员监测系统）等系统，camera需要更加灵活的调节方法与参数设定。

因此，Camera2提供了丰富的API可以实现对摄像头的多项控制，如闪光，3A控制等。

启动时机 

EVS 在使用场景下一般都需要快速的启动，不能依赖太多的Android上层的service，开机启动一般不能超过2s。

如果基于手机端的Android启动方式，过于依赖Android native service，而这部分往往会耗时更多，导致整个启动后显示、使用都过于迟缓。

EVS具有更快的响应，更快的启动，以及更低的延时，这才是车载系统中最需要的部分。

例如，在汽车启动的时候，用户就需要开启倒车，整个系统的启动不能依赖Android JVM启动之后再启动APP，使用Native来实现的EVS由此应运而生。

开发难度 

Camera2在Java Framework层提供了丰富的API支持（CameraManager），使得开发者可以快速开发自己的应用。

而EVS则需要开发者自己去构建诸如Input管理，View子系统等，也需要使用OpenGL ES的API去进行图像绘制，开发难度相对较大。

并且市面上关于camera2的架构以及开发的示例更多，关于EVS架构的分析是比较少的，本文也是对EVS进行一个基本的介绍分析。

综上，关于EVS 相关的软件架构到此结束，后续将会针对camera使用的细节进行分析。

感兴趣的同学也可以一起研究学习，并且帮忙指正文章中描述有误的地方，共同学习进步。