随着mp3手机的兴起，用户不仅对手机音乐的音量、音质要求越来越高，而且对手机的存储容量的要求也越来越大，总希望能多存些歌，可以省去频繁换歌的烦恼。但目前一般手机自带的内存远远不能满足这些要求，而且很多手机平台也无法支持外接存储卡，为了解决这一问题，就需要有配套的存储管理芯片。

     方泰电子的ft1780可以帮手机设计工程师很好的解决这个难题。它不仅可以提供专业的mp3音乐，而且集成了sd/mmc存储卡接口，由于内置文件管理系统，可以方便地升级原有的手机产品，使之具有可更换外接sd/mmc存储卡的功能。本文介绍了ft1780音频处理芯片的功能特点，并详细叙述了其在手机上的应用实例。

ft1780芯片内部结构和特点

     图1是ft1780芯片的内部框图，从中可以看出，ft1780主要由7部分组成。

图1：ft1780芯片内部框图。

    1. 主机接口：与baseband相连，baseband通过它向ft1780发命令和读取状态；

    2. 音频/系统引擎：芯片的核心部分，完成64****midi合成，mp3解码，七段数字均衡器，文件系统管理，系统控制等功能；

    3. sd/mmc卡控制器：完成sd/mmc卡接口功能；

    4. 输入/输出控制器：完成i2s接口,四路led控制，马达和背光控制等功能；

    5. 电源管理系统：可以关掉不用的功能模块，节省系统功耗；

    6. 立体声耳机功放：可以直接驱动16ohm的耳机，输出功率可达到20mw以上；

    7. 喇叭功放：可以直接驱动8ohm喇叭，输出功率可达到500mw以上；

    ft1780芯片采用6mmx7mm 48pin的bga封装，与其它普通mp3解码芯片相比，它有以下几个主要特色：

    1. 工作电流小，具有高效的省电设计电路，芯片内各模块可以单独控制开和关，可满足手机上不同的工作模式要求；

    2. 支持全系列采样率和编码率的mp3数据，包括mpeg version1 layer3，mpeg version2 layer3和mpeg version2.5 layer3标准，采样率范围是8~48khz，编码率是8~320kbps，解码品质高，声音音质好；

    3. 支持64****的铃声，支持自有的人声音效格式(ftf格式)，同时支持自然音和背景音的播放；

    4. 内置sd/mmc卡的文件管理系统程序，不需要手机的基带来解析sd/mmc卡上的文件系统，基带只要发简单的命令就可以控制ft1780的播放功能，sd/mmc卡的数据可以不经过基带，由ft1780芯片自己读取和播放，这样可以大大减轻基带的负担，也因此拓宽了ft1780的应用面。

    5. 内置高品质立体声耳机功率放大电路，输出功率大，并具有无耦合电容设计的耳机输出电路。普通的耳机输出需要两个较大的隔直电容，若电容容量太小，会使低频响应变差，声音低频失真。而无耦合电容设计可以节省成本，节省手机电路板宝贵的空间，增加耳机输出的保真度。

    6. 内置喇叭功率放大电路，在8ohm喇叭上可以输出500mw以上的功率。

图2：典型应用示意图。

ft1780芯片的曲型应用

    ft1780的应用电路比较简单，所需的外围器件很少，只需要十几个电阻和电容，典型应用线路如2所示。通过调整r1和r3的比值可以调节ft1780内部输出到喇叭的增益，通过调整c1和c3可以调节喇叭输出声音的高频和低频特性，对于图中所列参数，r1=33k欧姆，c1=330pf，r3=33k欧姆，c3=0.1uf，增gain=r1/r3=1，高频截止频率为fh=1/(2*π*r1*c1)=14.6khz，低频截止频率为fl=1/(2*π*r3*c3)=48.2hz。从audio in进来的音频信号可以通过控制从喇叭或耳机出来，并且可以根据需要通过r2和c2调节它的低频响应曲线。图中，耳机的输出已用了无耦合电容设计，所以图上没有输出耦合电容，但要注意的是，耳机的公共端不是通常的“地”，需是芯片上的虚拟地脚“hpr”。另外芯片的vdda脚可以直接与电池的正级相接，在不需芯片工作时，可以用软件来控制芯片进入"power down"状态，这时芯片的耗电只有几微安。

相关软件和播放流程

    ft1780芯片的工作需要相应的驱动程序支持。驱动程序采用模块化结构，各功能都有相应的程序，在design in过程中，只要修改硬件相关的地址参数，加入中断服务程序(也可以使用定时器相关的查询模式)，然后调用相应的api就可以正常工作(发出声音)了。图3是软件模块示意图，下面简单介绍一下各模块的功能：

图3：软件模块示意图。

    1. 硬件平台相关模块：需要根据手机平台的情况修改相应的参数，主要有芯片寄存器的操作地址，输入时钟的频率等；

    2. midi模块：midi数据解析和处理，midi播放控制和回调控制；

    3. adpcm模块：adpcm数据解析和处理，adpcm播放控制和回调控制；

    4. ftf模块：ftf数据解析和处理，ftf播放控制和回调控制；

    5. sd/mmc模块：sd/mmc命令解析和处理，sd/mmc播放控制和回调控制；

    6. mp3模块：mp3数据解析和处理，mp3播放控制和回调控制；

    7. 中断服务模块：对芯片的各个中断事件作相应的处理，主要补充数据，播放结束控制和出错信息处理等；

    8. 驱动程序api模块：提供用户所需的所用功能的调用，用户不必关心具体底层模块的细节，只需与上层api打交道；

    9. 用户参考模块：如何使用api控制播放的一个例子，也可以作为api的进一步包装，供用户直接使用。

    下面我们介绍一下ft1780软件的使用方法。

播放baseband上文件的流程

    图4是播放baseband上文件的流程图。当用户想播放baseband上的音频数据时，首先是要对ft1780芯片做初始化，然后对要播放的数据做预处理，驱动程序会分析数据格式，并根据格式自动调用底层处理函数，再下一步是启动中断或定时器、消息等机制，这一步的目的是启动后台处理任务，当进入播放状态时，需由后台任务完成后续的处理工作，最后就是发播放开始命令，开始播放声音，进入播放状态。

图4：播放baseband上文件的流程图。

    在播放状态下，ft1780芯片会根据内部运作情况发出中断请求，baseband必需在一定时间内处理相应事件，否则会出现声音停顿，不连续等现象。在ft1780芯片内部有很大的fifo(先进先出存储器)来保存播放的数据，可以适应低端baseband中断反应延时比较大的问题，保证声音播放的顺畅。

    在播放过程中，baseband随时可以调用相应的api来停止当前的播放，或读取播放信息，暂停/恢复等操作。

播放sd/mmc卡上文件的流程

    图5是播放sd/mmc卡上文件的流程图。当用户想播放sd/mmc卡上的声音文件时，首先是要对ft1780芯片做初始化，然后读出卡上的声音文件，选择要播放的文件，调用简单的api播放命令后，进入播放状态，芯片会自动读取卡上的数据，播放出声音，再下一步是启动中断或定时器、消息等机制，这一步的目的是启动后台处理任务，处理中断事务。

图5：播放sd/mmc卡上文件的流程图。

    虽然看上去与播放baseband上文件的流程差不多，但主要有以下不同：当播放baseband上文件时，baseband必须不断地送数据到ft1780芯片内部，中断会比较频繁(与所播放的文件的码流率有关)，而当播放sd/mmc卡上的文件时，ft1780芯片自己从sd/mmc卡里读取所需数据，不需要baseband的干预，在播放过程中基本上没有中断任务，只有在播放结束时会发出中断告知baseband，由baseband决定下一步的工作，如重复播放、或播放下一个文件，所以对baseband的要求更低，适应性更广。

    在播放过程中，baseband随时调用相应的api函数，完成停止播放，暂停/恢复等功能。

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