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K230 Linux 作为 UVC摄像头指南

概述

本文介绍 uvc-gadget demo 的使用方法，包括如何将 K230 Linux 设备配置为 UVC Gadget（USB 摄像头），以及在电脑上通过 USB 查看实时视频流。

功能演示

硬件连接

+---------+         +---------+
|  K230   |---USB---|  PC     |
|  Linux  |         | (宿主机)|
+---------+         +---------+
    |
    | UART
    |
+---------+
|  PC     |
| (串口调试)|
+---------+

K230 端启动 uvc-gadget

在 K230 Linux 命令行执行如下命令启动 uvc-gadget：

# 启动 uvc-gadget 服务
/root/app/uvc-gadget/uvc-gadget.sh start

# 或直接运行 uvc-gadget 程序
uvc-gadget -v /dev/video1

提示：使用 v4l2-ctl --list-devices 命令确认摄像头设备，一般为 /dev/video1。

PC 端查看视频

1. 在 PC 上打开视频软件（如 PotPlayer、OBS、Cheese 等）

2. 选择 K230 对应的摄像头设备

3. 设置视频格式为 MJPEG 1080p

4. 打开摄像头即可查看视频流

说明：视频流延迟约大概为 220ms。

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实现讲解

配置说明

需要在 Buildroot 配置中启用 BR2_PACKAGE_UVC_GADGET：

# buildroot-overlay/package/uvc-gadget/Config.in
config BR2_PACKAGE_UVC_GADGET
    bool "uvc-gadget"
    select BR2_PACKAGE_LIBV4L

如果未找到 uvc-gadget 程序，请确认已使能上述配置。

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uvc-gadget.sh 脚本说明

脚本位置：buildroot-overlay/package/uvc-gadget/uvc-gadget.sh

该脚本用于在嵌入式 Linux 系统中将设备配置为 USB 摄像头设备。

主要功能

函数	功能
create_frame()	创建视频帧配置，支持三种格式（uncompressed/YUYV、MJPEG）和三种分辨率（360p、720p、1080p）
start_uvc_gadget()	启动 UVC 设备，加载内核模块、挂载 configfs、创建 USB Gadget 配置
stop_uvc_gadget()	停止 UVC 设备，终止进程、解绑 UDC、卸载内核模块

使用方式

./uvc-gadget.sh start    # 启动 UVC 设备
./uvc-gadget.sh stop     # 停止 UVC 设备
./uvc-gadget.sh restart  # 重启 UVC 设备

核心配置

• USB ID：Vendor ID: 0x29f1, Product ID: 0x0104

• 供应商信息：Canaan

• USB 控制器：91500000.usb

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uvc-gadget 程序说明

K230 的 uvc-gadget 基于 uvc-gadget 开源项目，增加了 K230 VPU 硬件编码支持。

代码位置：buildroot-overlay/package/uvc-gadget/

数据流

Camera (V4L2) → FFmpeg → VPU Encoder → Packet Queue → UVC Streamer → USB Host

1. 摄像头捕获：通过 libavformat 从 V4L2 设备读取原始帧

2. 硬件编码：使用 mjpeg_v4l2m2m 编码器进行 VPU 加速编码

3. Packet 队列：编码后的数据存入循环队列（默认大小 2-4）

4. UVC 传输：从队列取出数据写入 UVC sink buffer

线程模型

线程	职责
主线程	处理 UVC events loop，响应 sink buffer dequeue 事件
VPU 线程	持续捕获摄像头数据并送入编码器

线程间通过 mutex + condition variable 同步。

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参考资料

• uvc-gadget 开源项目

• Linux Kernel UVC Gadget 文档