汽車級(jí)音頻處理器ADAU1452 有效提高代碼效率

　　ADI公司的ADAU1452是汽車級(jí)的SigmaDSP音頻處理器，全可編程增強(qiáng)聲音處理，1.2V 32位SigmaDSP處理內(nèi)核工作頻率294.912MHz，每次采樣速率48kHz，超過(guò)6144SIMD指令。主要用在汽車音頻處理、導(dǎo)航系統(tǒng)、后排娛樂(lè)系統(tǒng)、DSP放大器、商用和專業(yè)音頻處理。

　　ADAU1452汽車音頻處理器處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)早先的SigmaDSP器件。其重構(gòu)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，可用于高效的音頻處理。其音頻處理算法采用了逐樣本和逐區(qū)塊的模式，可以同時(shí)用于信號(hào)處理流程（采用圖形編程工具，SigmaStudio）。其新型的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）核架構(gòu)，可以運(yùn)行某些類型的音頻處理算法（只采用很少的指令，大大少于以前幾代的 SigmaDSP），從而大大提高了代碼效率。

　　 圖1 ADAU1452功能框圖

　　圖2 ADAU1452帶外接元件的系統(tǒng)框圖

　　ADAU1452 內(nèi)核工作頻率294.912MHz，每次采樣速率48kHz，而且，除了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)采樣率外，它還具有各種各樣的其它采樣率。其靈活的，整數(shù)PLL時(shí)鐘發(fā)生器硬件可同時(shí)產(chǎn)生多達(dá)15個(gè)音頻采樣率。這些時(shí)鐘發(fā)生器，以及主板上的異步采樣率轉(zhuǎn)換器（ASRC）和靈活的硬件音頻路由矩陣，使ADAU1452成為一個(gè)理想的音頻中心，極大地簡(jiǎn)化了復(fù)雜的，多采樣率音頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

　　由于其高度可配置的串行端口，S/PDIF接口，以及多功能輸入/輸出引腳，ADAU1452可用于各種模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)字音頻設(shè)備、放大器和控制電路。它也可以直接與PDM輸出的MEMS麥克風(fēng)相接（這要?dú)w功于專為這一目的而設(shè)計(jì)的，集成抽取濾波器）。其獨(dú)立的主/從I2C/SPI控制端口，不僅可以允許ADAU1452進(jìn)行編程（通過(guò)外部主設(shè)備配置），也可以直接編程和配置外部從屬設(shè)備。以上這些功能，加上其自引導(dǎo)功能，可以不需要任何外部輸入操作，所以是設(shè)計(jì)獨(dú)立的系統(tǒng)。

　　其節(jié)電的DSP核，可執(zhí)行完整的程序，而功耗只有幾百毫瓦，并且可以最大程序加載運(yùn)行，而功耗小于一瓦（即使在最壞的情況下，溫度超過(guò)100℃）。這種相對(duì)較低的功耗和較小尺寸，使得ADAU1452成為通用DSP（消耗更多的功率）的理想替代品。

　　ADAU1452

　　主要特性

　　?汽車應(yīng)用

　　?完全可編程音頻DSP，用于增強(qiáng)聲音處理

　　?具有SigmaStudio的特性，專有的圖形化編程工具，用于自定義信號(hào)流的開(kāi)發(fā)， 294.912MHz，

　　?3 2位SigmaDSP核，1.2V

　　?最高6144 SIMD指令/每樣，48kHz 40kWords（參數(shù)/數(shù)據(jù)RAM）

　　?最高800ms數(shù)字音頻延 時(shí)池（在48kHz）

　　?音頻I/O和路由

　　?4串行輸入端口，4個(gè)串行輸出端口48通道，32位數(shù)字I/O最高192kHz的采樣率

　　?TDM的靈活配置，I2S，左、右對(duì)齊格式和PCM

　　?最多8個(gè)立體聲ASRCs（1:8）高達(dá)7.75:1的比例，139dB DNR

　　?立體聲S/PDIF輸入和輸出

　　?4個(gè)PDM麥克風(fēng)輸入通道

　　?多通道，字節(jié)尋址TDM串行端口

　　?時(shí)鐘振蕩器用于產(chǎn)生主時(shí)鐘（從晶體整數(shù)PLL和靈活的時(shí)鐘發(fā)生器）

　　?集成芯片溫度傳感器

　　?I2C和SPI控制接口（兩個(gè)slave和master）

　　?獨(dú)立操作

　　?從串行EEPROM自啟動(dòng)

　　? 6聲道，10位SAR輔助控制ADC

　　?14個(gè)多用途引腳，用于數(shù)字控制和輸出

　　?片上穩(wěn)壓器，產(chǎn)生3.3V~1.2V電源

　　? 72引腳，10mm×10mm LFCSP封裝與5.3mm裸露焊盤

　　?溫度范圍：-40℃~+105℃

　　ADAU1452應(yīng)用

　　?汽車音頻處理

　　?主系統(tǒng)

　　?導(dǎo)航系統(tǒng)

　　?后座娛樂(lè)系統(tǒng)

　　? DSP放大器（音響系統(tǒng)放大器）

　　?商業(yè)和專業(yè)音頻處理

　　圖3 評(píng)估板EVAL-ADAU1452MINIZ功能框圖

　　圖4 評(píng)估板EVAL-ADAU1452MINIZ布局框圖

　　評(píng)估板EVAL-ADAU1452MINIZ

　　評(píng)估板EVAL-ADAU1452MINIZ具有訪問(wèn)ADAU1452的數(shù)字串行音頻端口，以及一些通用I/O。通過(guò)AD1938編解碼器提供了模擬I /O。其ADAU1452核是由Analog Devices公司的SigmaStudio軟件控制（該軟件通過(guò)USB接口連接到電路板上）。電路板由一個(gè)6V直流電源供電，通過(guò)調(diào)節(jié)，保證板上所需的供電。該印刷電路板（PCB）是一個(gè)4層設(shè)計(jì)，采用一個(gè)單一的接地平面，在內(nèi)層有一個(gè)電源平面。該板包含連接器，用于外部模擬輸入和輸出和光纖 S/PDIF接口。主時(shí)鐘是由集成振蕩器電路，和板上12.288MHz無(wú)源晶振提供。

　　EVALADAU1452

　　MINIZ主要特性

　　? 4個(gè)模擬輸入

　　? 8個(gè)模擬輸出

　　?立體聲S/PDIF輸入和輸出

　　?自引導(dǎo)EEPROM存儲(chǔ)器

　　?評(píng)估板套件

　　? EVAL-ADAU1452MINIZ評(píng)估板

　　? EVAL-ADUSB2EBZ（USBI）

　　圖5 評(píng)估板EVAL-ADAU1452MINIZ電路圖： SigmaDSP音頻處理器圖

　　通信適配器

　　? USB連接線與mini-B插頭

　　? 6V交流——直流電源