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新型MP3解码芯片VS1001K及其应用
yanqin | 2009-06-24 21:06:39    阅读:1481   发布文章
 

摘要:vs1001k是芬兰vlsi solution公司生产的新型mp3解码芯片。该芯片内含高质量的立体声数模转换器(dac)和耳机驱动电路,支持pcm数据输入。它还具有体积小、功耗低、接口简单、价格便宜等优点。文中介绍了vs1001k的引脚排列、内部结构和主要特点。同时重点介绍了vs1001k的sci控制接口中各寄存器的功能和地址以及sdi数据接口的操作方法。最后给出了vs1001k的应用电路。

    关键词:mp3 编码 播放器 vs1001k

1 引言

目前,internet网上和便携式播放器所使用的mp3音频数据压缩方法已经成为一种公认的行业标准了。这种方法以其压缩率高、音质好而迅速风靡全世界。但实际上,许多mp3播放器的核心就是一片mp3音频解码芯片。vs1001k是芬兰vlsi solution公司推出的新型mp3解码芯片。该芯片内含高质量的立体声数模转换器(dac)和耳机驱动电路,它支持pcm数据输入,同时具有体积小、功耗低、接口简单、价格便宜等优点。因而有望成为新型mp3解码器的首选芯片。

2 vs1001k的功能结构

2.1 vs1001k的引脚功能

vs1001k具有两种封装形式:分别为28脚soic双列式和49脚bga球栅阵列式。图1给出了28脚soic封装的引脚排列图。各引脚的具体功能说明如表1所列。

表1 vs1001k的引脚功能

引脚号引脚名称功      能1dreq数据请求端口2dclksdi时钟信号输入端3sdatasdi数据输入端4bsync字节同步信号端5,9,28dvdd数字电源6,10,27dgnd数字地7xtalo时钟信号输出8xtali时钟信号输入11xcs片选,低电平有效12sclksci时钟输入端13sisci数据输入端14sosci数据输出端15~17test0备用测试端口18,21,25agnd模拟地19,23avdd模拟电源20right右声道音频输出22rcap外接电容接入端24left左声道音频输出26xreset电路复位端,低电平有效

表2 sci寄存器功能

寄存器名地  址类  型

功      能

mode0x00rw用于控制vs1001k的操作status0x01rw当前vs1001k的状态信息int_fctlh0x02-内部寄存器,一般不用clockf0x03rw控制时钟频率和倍频器decode_time0x04r确定解码时间(单位为秒)audata0x05r声音数据wram0x06w用于向程序ram写入用户程序wramaddr0x07w为wram操作设置基地址hdat00x08r读取mp3表头数据hdat10x09r读取mp3表头数据a1addr0x0arw确定用户应用程序的开始地址vol0x0brw用于音量控制,高、低字节分别为左、右声道。音量取值范围为0~ff,0位最大,ff为最小reserved0x0c-保留a1ctrl[0]0x0drw用于控制用户应用程序a1ctrl[1]0x0erw用于控制用户应用程序

2.2 vs1001k的内部结构

vs1001k解码芯片内部集成有vs dsp处理器,同时它还集成有立体声音频dac、立体声耳机放大驱动器、以及程序rom和程序ram等,此外,vs1001k还带有串行的数据接口和控制接口。图2是vs1001k的内部结构原理框图。

3 vs1001k的工作原理

vs1001k主要通过两个串行接口sci和sdi来接收外部微处理器传送来控制命令和mp3数据。其中sci用于接收外部微处理器传送来控制命令,sdi用来接收外部微处理器传送的mp3数据。

3.1 sci控制接口

对vs1001k的控制主要是通过对sci中的15个16位寄存器进行操作来实现的。表2所列是sci的15个16位寄存器的名称、地址、类型和功能说明。实际上,对vs1001k的主要操作都是通过mode寄存器来完成的,表3给出了mode寄存器各位的操作功能说明。

表3 mode寄存器的操作方法

位名    称

功    能

操作说明

0sm_diff差分输出控制0为正常,1为左声道反相1sm_ffwd快进0为正常快速度,1为快进2sm_reset软件复位0时不复位,1时复位3sm_mp12是否解码mp1和20为只解mp3,1时解码mp1/2/34sm_pdown掉电控制0为上电,1为掉电5sm_dac数模转换模式控制0为一般mpeg解码,1为pcm解码6sm_dacmono立体声数模转换控制0为立体声,1为单声道7sm_bass高/低音增强器0为关,1为开8sm_dactdclk触发沿0为从msb开始,1为从lsb开始9sm_byteord字节传送顺序0为上升沿,1为降沿10sm_ibmode工作模式0为从模式,1为主模式11sm_ibclkvs1001k在主模式工作时,用于dclk频率设置0时选512khz,1时选1024khz

sci和外部微处理器的通讯协议包括指令字节、地址字节和16位字三部分。其中指令字节取0x03时为读寄存器,取0x02时为写寄存器;地址字节的主要用途是确定地址寄存器的地址,其范围为0x00~0x0e.而16位字则用于指向指定寄存器写入或读出的值。图3所示是sci寄存器的读写操作时序。

3.2 sdi数据接口

当外部微处理器通过sdi接口向vs1001k传送mp3数据时,在mode寄存器的不同设定下,sdi可工作在主、从两种模式。

当sdi在主模式下工作时,其dclk信号由vs1001k内部产生(具体是512khz还是1024khz由mode寄存器的sm ibclk位决定),而当sdi工作在从模式时,dclk由外部输入。

sdi通常以字节为单位来进行数据传送,并在dclk的上升沿或下降沿(具体由mode寄存器的sm_dact位决定)将sdata数据信号输入。数据传送时采用高位在前还是低位在前是由mode寄存器的sm dact位来决定的。sdi采用bsync信号来确保数据传送时不出现错位的情况。

图3、图4

    当sdi在从模式下接收数据时,如果片内fifo还有足够的空间,vs1001k会发出一个高电平dreq数据请求信号,以表示可以接收至少32个字节的mp3数据。

4 vs1001k的应用

图4是vs1001k通过sdi和sci接口与外部微处理器进行连接的应用电路。从图中可见,由于vs1001k解码器在其芯片内部已经集成了数模转换器和耳机音频驱动电路,因而其外围电路十分简单。实际上,图4电路已经对vs1001k与微处理器的接口电路进行了优化。

关于读写sci的寄存器或向sdi传送mp3数据的软件编程,对于不同的外部微处理器,其软件编程可能会有所不同。但都不是很复杂。限于篇幅,本文不再赘述。

  


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