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應(yīng)對(duì)現(xiàn)代USB音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)

作者: 時(shí)間:2016-12-16 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


可編程片上系統(tǒng)已經(jīng)被實(shí)踐證明了,它具備所有的要素要求,能夠支持完整的現(xiàn)代消費(fèi)類(lèi)音頻設(shè)備所需的USB數(shù)字音頻能力??删幊虜?shù)字邏輯,通用時(shí)鐘能力可以提供一種無(wú)需外圍器件的方法來(lái)生成所需的音頻主時(shí)鐘并快速同步,準(zhǔn)確地匹配到USB楨結(jié)構(gòu)。這個(gè)解決方案的核心是USB音頻時(shí)鐘恢復(fù)過(guò)程,其使用的基本配置見(jiàn)圖1框圖:


圖1:USB音頻時(shí)鐘恢復(fù)結(jié)構(gòu)實(shí)例

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201612/330691.htm可編程片上系統(tǒng)靈活的USB接口可以允許允許幾個(gè)音頻和控制協(xié)議端點(diǎn)功能相結(jié)合??删幊虜?shù)字邏輯模塊矩陣實(shí)現(xiàn)了一個(gè)頻率合成系統(tǒng),可以從一個(gè)穩(wěn)定的晶體時(shí)鐘源推導(dǎo)出任何標(biāo)準(zhǔn)的音頻采樣率主時(shí)鐘。通常模式下,時(shí)鐘鎖定來(lái)接收USB 時(shí)基(使用起始楨標(biāo)記脈沖時(shí)間)。系統(tǒng)時(shí)鐘PLL通過(guò)靈活的時(shí)鐘路由結(jié)構(gòu)融入到了這個(gè)合成器。整個(gè)系統(tǒng)完全遵循源采樣率并為系統(tǒng)的音頻轉(zhuǎn)換器提供一個(gè)高品質(zhì)的音頻主時(shí)鐘,其抖動(dòng)的級(jí)別可以和現(xiàn)代品質(zhì)的音頻系統(tǒng)要求相稱(chēng)。

音頻數(shù)據(jù)是典型的緩存到一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)I2S接口(帶有所需數(shù)目通道)的時(shí)鐘輸出,這又是可編程數(shù)字塊可以完成的。這個(gè)接口可以連接到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器,處理器或數(shù)字放大器 。其他定制接口也可以由這些模塊實(shí)現(xiàn),例如,S / PDIF傳輸。整個(gè)過(guò)程可以雙向操作,從ADC來(lái)的數(shù)據(jù)可以通過(guò)USB端口傳輸回去。

一些USB音頻模式需要本地時(shí)鐘能夠“slip”來(lái)應(yīng)對(duì)即將到來(lái)的時(shí)鐘,例如,中繼一個(gè)遠(yuǎn)端同步音頻流的源。可編程片上系統(tǒng)架構(gòu)可以運(yùn)行在一種自適應(yīng)模式,可以修整本地時(shí)鐘來(lái)提供所需的“slip”。

固定功能的微控制器就不能滿(mǎn)足這種時(shí)鐘生成過(guò)程里苛刻的性能要求。他們不靈活的時(shí)鐘生成系統(tǒng)不能調(diào)整到完全正確和低抖動(dòng),而且他們通常依靠原來(lái)的“添加/丟棄樣本”的方法。這在電話(huà)上可能是可行的,但對(duì)于高質(zhì)量的音頻來(lái)說(shuō)是完全不可接受的。與此同時(shí),專(zhuān)用USB音頻接口設(shè)備(是BOIM里除了控制處理器之外的必要的另一個(gè)器件)不能同時(shí)管理苛刻的雙向控制協(xié)議的傳輸,這種傳輸方式為最新的媒體播放器提供了創(chuàng)造性的新功能。

可編程片上系統(tǒng)在性?xún)r(jià)比上也是很不錯(cuò)的。例如,可以由賽普拉斯的PSoC系列帶來(lái)附加價(jià)值, 其具備嵌入音頻濾波器引擎(數(shù)字濾波模塊DFB)。DFB可以對(duì)恢復(fù)的USB音頻進(jìn)行后處理,例如,相應(yīng)均衡和交叉過(guò)濾。它有足夠的性能來(lái)實(shí)現(xiàn)額外的數(shù)字處理器件,在一堆立體聲的每個(gè)頻道可以實(shí)現(xiàn)至少十個(gè)雙二階濾波器,可以提供很好地控制頻率響應(yīng)。

用途廣泛的高度可配置方案必然能幫助設(shè)計(jì)者減少邏輯電路和模擬設(shè)計(jì)等瑣事。LCD驅(qū)動(dòng)可以直接降低成本,電容感應(yīng)按鈕可以確保設(shè)計(jì)既美觀又時(shí)髦。如圖2所示的一個(gè)例子:一個(gè)器件就可以構(gòu)成新一代移動(dòng)設(shè)備音頻附件或消費(fèi)類(lèi)音頻產(chǎn)品的核心,它具備了全數(shù)字音頻和數(shù)據(jù)交換的所有好處??删幊唐骷撵`活性意味著所需的功能和接口可以集成在一個(gè)混合并匹配的基礎(chǔ)上。


圖2:使用PSoC3的高端消費(fèi)類(lèi)音頻設(shè)備框圖

固定功能器件以后可能會(huì)趕上可編程片上系統(tǒng)。但采用建立在高度可配置的片上系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)的話(huà),開(kāi)發(fā)人員可以保持至少領(lǐng)先一步,并且能夠很容易應(yīng)對(duì)下一次“我們?cè)撛趺醋觯?rdquo;的沖擊到來(lái)。(end)

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