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新型MP3解碼芯片VS1001K及其應用

時間:2023-02-21 00:04:23 電子通信論文 我要投稿
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新型MP3解碼芯片VS1001K及其應用

摘要:VS1001K是芬蘭VLSI Solution公司生產的新型MP3解碼芯片。該芯片內含高質量的立體聲數模轉換器(DAC)和耳機驅動電路,支持PCM數據輸入。它還具有體積小、功耗低、接口簡單、價格便宜等優(yōu)點。文中介紹了VS1001K的引腳排列、內部結構和主要特點。同時重點介紹了VS1001K的SCI控制接口中各寄存器的功能和地址以及SDI數據接口的操作方法。最后給出了VS1001K的應用電路。

    關鍵詞:MP3 編碼 播放器 VS1001K

1 引言(范文先生網www.htc668.com收集整理)

目前,INTERNET網上和便攜式播放器所使用的MP3音頻數據壓縮方法已經成為一種公認的行業(yè)標準了。這種方法以其壓縮率高、音質好而迅速風靡全世界。但實際上,許多MP3播放器的核心就是一片MP3音頻解碼芯片。VS1001K是芬蘭VLSI Solution公司推出的新型MP3解碼芯片。該芯片內含高質量的立體聲數模轉換器(DAC)和耳機驅動電路,它支持PCM數據輸入,同時具有體積小、功耗低、接口簡單、價格便宜等優(yōu)點。因而有望成為新型MP3解碼器的首選芯片。

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2.1 VS1001K的引腳功能

VS1001K具有兩種封裝形式:分別為28腳SOIC雙列式和49腳BGA球柵陣列式。圖1給出了28腳SOIC封裝的引腳排列圖。各引腳的具體功能說明如表1所列。

表1 VS1001K的引腳功能

引腳號 引腳名稱 功      能 1 DREQ 數據請求端口 2 DCLK SDI時鐘信號輸入端 3 SDATA SDI數據輸入端 4 BSYNC 字節(jié)同步信號端 5,9,28 DVDD 數字電源 6,10,27 DGND 數字地 7 XTALO 時鐘信號輸出 8 XTALI 時鐘信號輸入 11 XCS 片選,低電平有效 12 SCLK SCI時鐘輸入端 13 SI SCI數據輸入端 14 SO SCI數據輸出端 15~17 TEST0 備用測試端口 18,21,25 AGND 模擬地 19,23 AVDD 模擬電源 20 RIGHT 右聲道音頻輸出 22 RCAP 外接電容接入端 24 LEFT 左聲道音頻輸出 26 XRESET 電路復位端,低電平有效

表2 SCI寄存器功能

寄存器名 地  址 類  型

功      能

MODE 0x00 RW 用于控制VS1001K的操作 STATUS 0x01 RW 當前VS1001K的狀態(tài)信息 INT_FCTLH 0x02 - 內部寄存器,一般不用 CLOCKF 0x03 RW 控制時鐘頻率和倍頻器 DECODE_TIME 0x04 R 確定解碼時間(單位為秒) AUDATA 0x05 R 聲音數據 WRAM 0x06 W 用于向程序RAM寫入用戶程序 WRAMADDR 0x07 W 為WRAM操作設置基地址 HDAT0 0x08 R 讀取MP3表頭數據 HDAT1 0x09 R 讀取MP3表頭數據 A1ADDR 0x0A RW 確定用戶應用程序的開始地址 VOL 0x0B RW 用于音量控制,高、低字節(jié)分別為左、右聲道。音量取值范圍為0~FF,0位最大,F(xiàn)F為最小 RESERVED 0x0C - 保留 A1CTRL[0] 0x0D RW 用于控制用戶應用程序 A1CTRL[1] 0x0E RW 用于控制用戶應用程序

2.2 VS1001K的內部結構

VS1001K解碼芯片內部集成有VS DSP處理器,同時它還集成有立體聲音頻DAC、立體聲耳機放大驅動器、以及程序ROM和程序RAM等,此外,VS1001K還帶有串行的數據接口和控制接口。圖2是VS1001K的內部結構原理框圖。

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VS1001K主要通過兩個串行接口SCI和SDI來接收外部微處理器傳送來控制命令和MP3數據。其中SCI用于接收外部微處理器傳送來控制命令,SDI用來接收外部微處理器傳送的MP3數據。

3.1 SCI控制接口

對VS1001K的控制主要是通過對SCI中的15個16位寄存器進行操作來實現(xiàn)的。表2所列是SCI的15個16位寄存器的名稱、地址、類型和功能說明。實際上,對VS1001K的主要操作都是通過MODE寄存器來完成的,表3給出了MODE寄存器各位的操作功能說明。

表3 MODE寄存器的操作方法

位 名    稱

功    能

操作說明

0 SM_DIFF 差分輸出控制 0為正常,1為左聲道反相 1 SM_FFWD 快進 0為正?焖俣龋1為快進 2 SM_RESET 軟件復位 0時不復位,1時復位 3 SM_MP12 是否解碼MP1和2 0為只解MP3,1時解碼MP1/2/3 4 SM_PDOWN 掉電控制 0為上電,1為掉電 5 SM_DAC 數模轉換模式控制 0為一般MPEG解碼,1為PCM解碼 6 SM_DACMONO 立體聲數模轉換控制 0為立體聲,1為單聲道 7 SM_BASS 高/低音增強器 0為關,1為開 8 SM_DACT DCLK觸發(fā)沿 0為從MSB開始,1為從LSB開始 9 SM_BYTEORD 字節(jié)傳送順序 0為上升沿,1為降沿 10 SM_IBMODE 工作模式 0為從模式,1為主模式 11 SM_IBCLK VS1001K在主模式工作時,用于DCLK頻率設置 0時選512kHz,1時選1024kHz

SCI和外部微處理器的通訊協(xié)議包括指令字節(jié)、地址字節(jié)和16位字三部分。其中指令字節(jié)。埃兀埃硶r為讀寄存器,取0X02時為寫寄存器;地址字節(jié)的主要用途是確定地址寄存器的地址,其范圍為0X00~0X0E.而16位字則用于指向指定寄存器寫入或讀出的值。圖3所示是SCI寄存器的讀寫操作時序。

3.2 SDI數據接口

當外部微處理器通過SDI接口向VS1001K傳送MP3數據時,在MODE寄存器的不同設定下,SDI可工作在主、從兩種模式。

當SDI在主模式下工作時,其DCLK信號由VS1001K內部產生(具體是512kHz還是1024kHz由MODE寄存器的SM IBCLK位決定),而當SDI工作在從模式時,DCLK由外部輸入。

SDI通常以字節(jié)為單位來進行數據傳送,并在DCLK的上升沿或下降沿(具體由MODE寄存器的SM_DACT位決定)將SDATA數據信號輸入。數據傳送時采用高位在前還是低位在前是由MODE寄存器的SM DACT位來決定的。SDI采用BSYNC信號來確保數據傳送時不出現(xiàn)錯位的情況。

圖3、圖4

    當SDI在從模式下接收數據時,如果片內FIFO還有足夠的空間,VS1001K會發(fā)出一個高電平DREQ數據請求信號,以表示可以接收至少32個字節(jié)的MP3數據。

4 VS1001K的應用

圖4是VS1001K通過SDI和SCI接口與外部微處理器進行連接的應用電路。從圖中可見,由于VS1001K解碼器在其芯片內部已經集成了數模轉換器和耳機音頻驅動電路,因而其外圍電路十分簡單。實際上,圖4電路已經對VS1001K與微處理器的接口電路進行了優(yōu)化。

關于讀寫SCI的寄存器或向SDI傳送MP3數據的軟件編程,對于不同的外部微處理器,其軟件編程可能會有所不同。但都不是很復雜。限于篇幅,本文不再贅述。



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