安森美半導(dǎo)體的超低功耗音頻處理器延長70%的播放時間

當(dāng)今便攜式及可穿戴設(shè)備基本上都具備錄音和音頻播放功能，這極大地增強(qiáng)了消費(fèi)者的使用體驗(yàn)。然而，隨著功能的不斷增多，消費(fèi)者卻又要求這些設(shè)備更輕、更薄、更短、更小，提供更長的續(xù)航時間，這趨勢令電子元件工程師面臨更嚴(yán)苛的設(shè)計挑戰(zhàn)：需要實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、先進(jìn)的數(shù)字信號處理(DSP)算法，并節(jié)省空間和省電。為此，安森美半導(dǎo)體推出LC823450超低功耗單芯片方案，提供高分辨率的聲音處理，并集成音頻應(yīng)用所需的功能，還降低成本。

LC823450概覽

LC823450是音頻處理系統(tǒng)大規(guī)模集成電路(LSI)，為其供電的是高能效的ARM® Cortex®-M3核和32位/192 kHz音頻處理引擎，支持基于硬件的MP3編碼/解碼和無線音頻，提升性能和電源能效。LC823450以其充足的片上SRAM(1656k字節(jié))，為音頻處理和應(yīng)用任務(wù)提供大量內(nèi)存，無需配備輔助內(nèi)存芯片。設(shè)計人員還可利用豐富的集成的音頻外圍器件如模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器、鎖相環(huán)和D類放大器。此外，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口如SPI、I2C、SDCard和UART使產(chǎn)品設(shè)計人員能內(nèi)置通用連接。

圖1：低功耗、高分辨率音頻處理系統(tǒng)LSI——LC823450

LC823450的優(yōu)勢

1. 超低功耗

LC823450采用了超低功耗技術(shù)，該技術(shù)廣泛用于錄音機(jī)(語音、音樂錄制)、移動音樂手機(jī)及便攜式記憶播放器的音樂播放，提供市場上最長的電池使用時間。經(jīng)基準(zhǔn)測試，LC823450較競爭對手的器件多70%的播放時間。

2. 小尺寸

LC823450具有集成的模擬功能，因而減小PCB空間。尤其在采用WLCSP封裝方式時，其封裝尺寸僅5.52mm x 5.33mm，較競爭對手的同類器件小約50%，符合可穿戴應(yīng)用更纖薄的趨勢。

3.軟件模塊和DSP算法

為加快軟件設(shè)計和最大限度地降低開發(fā)成本，安森美半導(dǎo)體提供一站式軟件服務(wù)，包括大量免除專利使用費(fèi)和免授權(quán)費(fèi)的數(shù)字信號處理(DSP)代碼程序庫，和基于客戶要求的開發(fā)服務(wù)，包括先進(jìn)的功能如噪聲消除器，和增強(qiáng)低頻播放的低頻智能虛擬勵磁(S-Live)。在移動設(shè)備中，通常使用一個小型揚(yáng)聲器來減小設(shè)備尺寸和重量。但小型揚(yáng)聲器無法播放低頻，音質(zhì)也會下降。S-Live使用安森美半導(dǎo)體專利的心理聲學(xué)低音增強(qiáng)算法，虛擬地播放低音信號。噪聲消除器在音頻應(yīng)用中可用于非平穩(wěn)噪聲消除。

LC823450的特性

圖2：LC823450框圖

1. Cortex-M3雙核，AMBA®(AHB/APB)系統(tǒng)

· 內(nèi)部SRAM (1.5M字節(jié))

· 內(nèi)部ROM (256字節(jié))

· SDRAM控制器

64M至256M位SDRAM / 移動SDRAM

· 外存儲器控制器

支持NOR Flash、SRAM、ROM，和8/16位LCD控制器接口

可提供內(nèi)部ROM boot和外存儲器boot

· DMA控制器(8ch)

· 中斷控制器(外部90ch，內(nèi)部82ch)

· 串行外設(shè)接口SPI(1ch)

· 串行Flash 接口(1ch)

可提供四線串行外設(shè)接口、高速緩沖存儲器(16k字節(jié)、4路組相聯(lián)、128線)功能

1.8 V專用電源

· UART (3ch)

UART1: 流控制 (清除發(fā)送、請求發(fā)送)

UART0，UART2：流控制

· I2C (2ch) 單主機(jī)

· GPIO (90ch)

· Plain Timer / 看門狗定時器 (1ch x 3)

· 多重定時器 (2ch x 4)

· 10位ADC (6ch)

· SD 卡 接口 (3ch)

SD0：支持eSD/eMMC boot (內(nèi)置ROM Boot功能) ，1.8 V專用電源

SD1：多路內(nèi)存條接口，1.8 V專用電源

SD2：1.8 V專用電源

· USB2.0主機(jī) (高速/全速/低速)控制器，器件 (高速/全速)控制器。USB功能要求集成的物理層Xtal (XT1)

48 MHz用于主機(jī)，12/20/24/48 MHz用于器件OTG功能，主機(jī)和器件共享集成的物理層

· 實(shí)時時鐘 (RTC)

可提供通用RTC和KeyInt RTC兩種模式，KeyInt RTC可實(shí)現(xiàn)上電功能

· 支持串行線調(diào)試 (SWD)作為調(diào)試接口

支持串行線查看器 (SWV)作為跟蹤接口，僅可跟蹤一個Cortex-M3核

2. 基于硬件的MP3編碼/解碼器：MP3 MPEG1，MPEG2，MPEG2.5

3. LPDSP32系統(tǒng)

· 內(nèi)部SRAM (120k字節(jié))

· 內(nèi)部ROM (220k字節(jié))

· WMA (微軟WMA解碼器配置文件)

· AAC (MPEG4 LC-AAC)

· 可變速控制播放 (0.5至4倍速度)

以WMA和AAC播放時，高達(dá)2倍速度

以PCM播放時高達(dá)4倍速度

以基于硬件的MP3播放時，高達(dá)4倍速度

· 噪聲消除器

4.可提供藍(lán)牙協(xié)議棧

5.其它音頻功能

· 6波段均衡器 (EQ3)

· 音量，靜音

· 噪音計

· 音頻定時器/中斷發(fā)生器

· 16/24/32位192 kHz PCM接口 (2ch x 2)

· 同步采樣頻率轉(zhuǎn)換器(SSRC)

· 異步采樣頻率轉(zhuǎn)換器(ASRC)：減小抖動功能支持USB音頻級和藍(lán)牙串流

· Beep發(fā)生器

· 數(shù)字麥克風(fēng)接口 (2ch x 1)

· 16位音頻DAC (2ch)

D類放大器用于耳機(jī) (2ch)。需要外置LC低通濾波器

6.音頻時鐘發(fā)生器

· 專用鎖相環(huán)用于音頻

· 可選的鎖相環(huán)參考時鐘

總結(jié)

安森美半導(dǎo)體的先進(jìn)音頻處理單芯片方案LC823450具備領(lǐng)先的集成度和高電源能效，為便攜式及可穿戴等移動設(shè)備提供更優(yōu)越的體驗(yàn)，高分辨率音頻將聽覺享受提升到新的水平。豐富的集成特性、硬件加速功能和簡單的軟件條款，簡化產(chǎn)品設(shè)計人員的工作，縮減開發(fā)成本，加快產(chǎn)品上市。