安森美半導(dǎo)體超低功耗單芯片方案

錄音和音頻播放功能已經(jīng)成為便攜式和可穿戴設(shè)備重要的用戶體驗(yàn)之一。消費(fèi)者不斷追求更輕、更薄、更短 、更小，可提供更長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間的設(shè)備，這就為電子元件工程師帶來(lái)更嚴(yán)苛的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。他們不僅需要需要實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理(DSP)算法，而且需要節(jié)省空間和省電。 而安森美半導(dǎo)體近期推出的LC823450超低功耗單芯片方案，集成了高分辨率的聲音處理、音頻應(yīng)用所需的功能，并具有超低功耗、小尺寸、降低成本、加快產(chǎn)品上市等一系列優(yōu)勢(shì)。

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(wú)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?jī)?nèi)存，無(wú)需配備輔助內(nèi)存芯片。設(shè)計(jì)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(jì)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(shì)

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(yǔ)音、音樂(lè)錄制)、移動(dòng)音樂(lè)手機(jī)及便攜式記憶播放器的音樂(lè)播放，提供市場(chǎng)上最長(zhǎng)的電池使用時(shí)間。經(jīng)基準(zhǔn)測(cè)試，LC823450較競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的器件多70%的播放時(shí)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(shí)，其封裝尺寸僅5.52mm x 5.33mm，較競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的同類器件小約50%，符合可穿戴應(yīng)用更纖薄的趨勢(shì)。

3.軟件模塊和DSP算法

為加快軟件設(shè)計(jì)和最大限度地降低開(kāi)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(hào)處理(DSP)代碼程序庫(kù)，和基于客戶要求的開(kāi)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(lì)磁(S-Live)。在移動(dòng)設(shè)備中，通常使用一個(gè)小型揚(yáng)聲器來(lái)減小設(shè)備尺寸和重量。但小型揚(yáng)聲器無(wú)法播放低頻，音質(zhì)也會(huì)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(hào)。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

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(dòng)SDRAM

-外存儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(qǐng)求發(fā)送)

UART0，UART2：流控制

-I2C (2ch) 單主機(jī)

-GPIO (90ch)

-Plain Timer / 看門狗定時(shí)器 (1ch x 3)

-多重定時(shí)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X(jué)tal (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(shí)時(shí)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(gè)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(shí)，高達(dá)2倍速度

以PCM播放時(shí)高達(dá)4倍速度

以基于硬件的MP3播放時(shí)，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(jì)

-音頻定時(shí)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(dòng)功能支持USB音頻級(jí)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(shí)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(shí)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(dòng)設(shè)備提供更優(yōu)越的體驗(yàn)，高分辨率音頻將聽(tīng)覺(jué)享受提升到新的水平。豐富的集成特性、硬件加速功能和簡(jiǎn)單的軟件條款，簡(jiǎn)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的工作，縮減開(kāi)發(fā)成本，加快產(chǎn)品上市。