Rockchip RK3588: Bước tiến lớn trong hỗ trợ camera và quay video trên Linux Mainline

Rockchip RK3588 là một trong những System-on-Chip (SoC) mạnh mẽ và phổ biến hiện nay, được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị nhúng và máy tính bảng hiệu năng cao. Mặc dù hầu hết các tính năng của dòng chip này đã được hỗ trợ tốt trên nhân Linux chính thức (mainline), nhưng các khối phần cứng liên quan đến thu video và xử lý tín hiệu hình ảnh (ISP) vẫn là những mảnh ghép còn thiếu. Gần đây, Collabora cùng với cộng đồng linux-rockchip đã công bố những tiến bộ đáng kể nhằm lấp đầy khoảng trống này.

Hỗ trợ phần cứng Rockchip trên Linux

Thách thức trong việc "mainline" hỗ trợ camera

Video capture và Image Signal Processor (ISP) thường là những phần khó khăn nhất để đưa vào nhân Linux chính thức. Lý do nằm ở việc tài liệu hóa phần cứng thường hạn chế, đặc biệt là đối với các khối ISP được nhà sản xuất bảo vệ chặt chẽ về mặt sở hữu trí tuệ. Ngoài ra, độ phức tạp của phần cứng khiến việc phát triển trình điều khiển (driver) trở nên tốn kém và mất thời gian, ngay cả đối với các công ty chuyên nghiệp.

Do đó, người dùng thường phải dựa vào nhân Linux do nhà cung cấp (vendor kernel) cung cấp. Điều này có thể gây ra các vấn đề về tuân thủ quy định, chẳng hạn như Đạo luật Khả năng phục hồi mạng (Cyber Resilience Act - CRA), vì các nhân này thường không được cập nhật bảo mật thường xuyên như nhánh chính.

Quá trình phát triển phần mềm

Hành trình dài của trình điều khiển VICAP

Để giải quyết vấn đề này, Collabora đã bắt đầu tập trung vào việc đưa khối Video Capture (VICAP) của RK3588 hoạt động trên mainline. Đây là một hành trình dài ("marathon" chứ không phải "sprint") bắt đầu từ năm 2022.

Trình điều khiển rkcif đã trải qua quá trình phát triển kéo dài với 25 lần lặp lại (iterations) và ba lần đổi tên. Vào tháng 10 năm 2025, trình điều khiển cơ bản hỗ trợ PX30 VIP và RK3568 VICAP cuối cùng đã được chấp nhận vào nhân Linux. Tiếp theo đó, vào tháng 1 năm 2026, trình điều khiển cho bộ thu nhận MIPI CSI-2 – kết nối chặt chẽ với VICAP – cũng đã tìm được chỗ đứng trong nhân chính thức.

Tại hội nghị FOSDEM 2026, Collabora đã trình diễn hình ảnh đầu tiên được chụp từ cảm biến Sony IMX415 kết nối với RK3588 VICAP. Mặc dù lúc đó dữ liệu thô vẫn phải được xử lý bằng phần mềm (software debayering) dẫn đến tốc độ chỉ đạt 1 fps và hình ảnh chưa được cân bằng trắng, nhưng đây là một bước tiến mang tính biểu tượng.

Những bước tiếp theo: Hỗ trợ ISP đầy đủ

Mặc dù việc thu dữ liệu thô đã khả thi, nhưng mục tiêu cuối cùng là sử dụng khối ISP chuyên dụng trên RK3588 để xử lý hình ảnh nhằm đạt hiệu suất cao nhất. Để đạt được điều này, các kỹ sư cần giải quyết ba vấn đề còn lại:

1. VICAP MUX-TO-ISP: Đây là kết nối phần cứng trực tiếp truyền dữ liệu từ VICAP sang ISP. Việc hỗ trợ kết nối này sẽ giảm thiểu băng thông bộ nhớ và độ trễ so với việc truyền dữ liệu qua RAM.
2. Trình điều khiển ISP mới: Trình điều khiển của nhà cung cấp không thể đưa lên mainline do nhiều lý do. Collabora đang hợp tác với Rockchip và Ideas on Board để phát triển trình điều khiển rkisp2 hoàn toàn mới từ đầu, nhằm hỗ trợ tất cả các ISP trong thế hệ RK35.
3. Hỗ trợ libcamera: Để hoàn thiện pipeline xử lý hình ảnh, cần có sự hỗ trợ từ thư viện libcamera và các thuật toán xử lý hình ảnh (IPA) phù hợp. Đội ngũ tại Ideas on Board đã báo cáo những thành công ban đầu trong việc khởi động các khối xử lý hình ảnh.

Trong thời gian chờ đợi hỗ trợ phần cứng đầy đủ, người dùng có thể thử nghiệm giải pháp phần mềm libcamera ISP như một giải pháp thay thế tạm thời. Tuy nhiên, tương lai hứa hẹn sẽ mang lại hiệu năng tối ưu với trình điều khiển kernel và libcamera hoàn chỉnh.

Cộng đồng mã nguồn mở

Sự hợp tác giữa Collabora, Rockchip và cộng đồng mã nguồn mở là minh chứng rõ nét cho sức mạnh của mô hình phát triển phần mềm mở. Những nỗ lực này không chỉ nâng cao giá trị cho phần cứng Rockchip RK3588 mà còn mang lại lợi ích to lớn cho toàn bộ hệ sinh thái Linux nhúng.