TMS320VC5402與模擬芯片TLC320AD50C接口設(shè)計(jì)

目前發(fā)展起來的高速數(shù)字信號處理器DSP在語音處理系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。TMS320VC5402是TI公司生產(chǎn)的一種性能價(jià)格比較高的16位定點(diǎn)DSP。它的指令周期為10ns，具有運(yùn)算速度快、通用性強(qiáng)、接口連接方便等特點(diǎn)，尤其適合在語音編碼和通信中應(yīng)用。
TLC320AD50C是TI公司生產(chǎn)的Σ－Δ型A/D、D/A音頻接口芯片，為V3.4調(diào)制解調(diào)器以及音頻應(yīng)用提供了通用的模擬接口，可以直接與TMS320VC5402相連。本文詳細(xì)介紹TLC320AD50C與TMS320VC5402的硬件接口連接和軟件設(shè)計(jì)。

1 TMS320VC5402的McBSP

TMS320VC5402有兩個(gè)McBSP多通道緩存串行口。McBSP提供了全雙工的通信機(jī)制，以及雙緩存的發(fā)送寄存器和三緩存的接收寄存器，允許連續(xù)的數(shù)據(jù)流傳輸，數(shù)據(jù)長度可以為8、12、16、20、24、32；同時(shí)還提供了A－律和μ－律壓擴(kuò)，多達(dá)128個(gè)通道的發(fā)送和接收。McBSP通過7個(gè)引腳使得一個(gè)數(shù)據(jù)通路和一個(gè)控制通路與外部設(shè)備相連。數(shù)據(jù)經(jīng)McBSP與外設(shè)的通信通過DR和DX引腳傳輸，控制信號則由CLKX、CLKR、FSX、FSR等四條引腳來實(shí)現(xiàn)。CPU和DMA控制器可以讀取DRR1，2的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)接收，并且可以對DXR1，2寫入數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)發(fā)送。接收和發(fā)送幀同步脈沖既可以由內(nèi)部采樣速率產(chǎn)生器產(chǎn)生，也可以由外部脈沖源驅(qū)動。當(dāng)FSR和FSX都為輸入時(shí)FSXM＝FSRM＝0，外部脈沖源驅(qū)動，McBSP分別在CLKR和CLKX的下降沿檢測，且DR的數(shù)據(jù)也在CLKR的下降沿進(jìn)行采樣。而當(dāng)FSR和FSX都為輸出時(shí)，則在CLKX和CLKR的上升沿進(jìn)行檢測。
16-bit的串行口控制寄存器SPCR1，2和引腳控制寄存器PCR用來配置串行口；接收控制寄存器RCR1,2和發(fā)送控制寄存器XCR1,2分別設(shè)置接收和發(fā)送的不同參數(shù)，如幀長度、每幀的數(shù)據(jù)長度等。

圖1是當(dāng)FSR和FSX為輸出時(shí)McBsp的發(fā)送和接收時(shí)序圖。另外，McBSP還可以通過R/XDATDLY 設(shè)置接收和發(fā)送數(shù)據(jù)延遲，通過R/XPHASE設(shè)置接收和發(fā)送的多階段。

2 音頻模擬接口芯片TLC320AD20C

TLC320AD50C是TI生產(chǎn)的Σ－Δ型單片音頻接口芯片。它集成了16位A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，采樣速率最高可達(dá)22.05kb/s，其采樣速率可通過DSP編程來設(shè)置。在TLC320AD50C內(nèi)部DAC之前有插值濾波器，而在ADC之后有抽樣濾波器，接收和發(fā)送可以同時(shí)進(jìn)行。TLC320AD50C與TMS320VC5402之間采用串行通信方式，有兩種數(shù)據(jù)傳輸模式：16位傳輸模式和15+1位傳輸模式。若采用15+1位傳輸模式，其中的D0位用來表示二次通信。TLC320AD50C的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序如圖2所示。

該器件采用兩組模擬輸入和兩組模擬輸出，有足夠的共模抑制能力，可以工作在差分或單端方式。當(dāng)模擬輸出時(shí)，輸出端通常接600Ω的負(fù)載。
TLC320AD50C的工作由7個(gè)控制寄存器控制。其中，控制寄存器1：軟件復(fù)位以及DAC的16位或15+1位模式選擇。
控制寄存器2：ADC的16位或15+1位模式選擇。
控制寄存器4：選擇輸入和輸出放大器的增益；通過選擇Ｎ確定采樣速率fs；選擇PLL，如果選擇PLLD7＝0，則fs＝MCLK/128N，否則D7＝1，fs＝MCLK/512N。其中，N＝1-8。
該器件工作方式的設(shè)定和采樣頻率均可以由DSP編程來實(shí)現(xiàn)，所以TLC320AD50C使用靈活、設(shè)置容易、與TMS320VC5402的連接易于實(shí)現(xiàn)。

3 TMS320VC5402與TLC320AD50C硬件連接及軟件實(shí)現(xiàn)