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安森美半导体的超低功耗音频处理器

http://www.ec.hc360.com2016年06月02日10:08 来源:电子工程网T|T

    当今便携式及可穿戴设备基本上都具备录音和音频播放功能,这极大地增强了消费者的使用体验。然而,随着功能的不断增多,消费者却又要求这些设备更轻、更薄、更短、更小,提供更长的续航时间,这趋势令电子元件工程师面临更严苛的设计挑战:需要实现高品质、先进的数字信号处理(DSP)算法,并节省空间和省电。为此,安森美半导体推出LC823450超低功耗单芯片方案,提供高分辨率的声音处理,并集成音频应用所需的功能,还降低成本。

    LC823450概览

    LC823450是音频处理系统大规模集成电路(LSI),为其供电的是高能效的ARMCortex-M3核和32位/192kHz音频处理引擎,支持基于硬件的MP3编码/解码和无线音频,提升性能和电源能效。LC823450以其充足的片上SRAM(1656k字节),为音频处理和应用任务提供大量内存,无需配备辅助内存芯片。设计人员还可利用丰富的集成的音频外围器件如模拟/数字转换器、锁相环和D类放大器。此外,行业标准接口如SPI、I2C、SDCard和UART使产品设计人员能内置通用连接。

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    图1:低功耗、高分辨率音频处理系统LSI——LC823450

    LC823450的优势

    1.超低功耗

    LC823450采用了超低功耗技术,该技术广泛用于录音机(语音、音乐录制)、移动音乐手机及便携式记忆播放器的音乐播放,提供市场上最长的电池使用时间。经基准测试,LC823450较竞争对手的器件多70%的播放时间。

    2.小尺寸

    LC823450具有集成的模拟功能,因而减小PCB空间。尤其在采用WLCSP封装方式时,其封装尺寸仅5.52mmx5.33mm,较竞争对手的同类器件小约50%,符合可穿戴应用更纤薄的趋势。

    3.软件模块和DSP算法

    为加快软件设计和最大限度地降低开发成本,安森美半导体提供一站式软件服务,包括大量免除专利使用费和免授权费的数字信号处理(DSP)代码程序库,和基于客户要求的开发服务,包括先进的功能如噪声消除器,和增强低频播放的低频智能虚拟励磁(S-Live)。在移动设备中,通常使用一个小型扬声器来减小设备尺寸和重量。但小型扬声器无法播放低频,音质也会下降。S-Live使用安森美半导体专利的心理声学低音增强算法,虚拟地播放低音信号。噪声消除器在音频应用中可用于非平稳噪声消除。

    LC823450的特性

    

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    图2:LC823450框图

    1.Cortex-M3双核,AMBA(AHB/APB)系统

    •内部SRAM(1.5M字节)

    •内部ROM(256字节)

    •SDRAM控制器

    64M至256M位SDRAM/移动SDRAM

    •外存储器控制器

    支持NORFlash、SRAM、ROM,和8/16位LCD控制器接口

    可提供内部ROMboot和外存储器boot

    •DMA控制器(8ch)

    •中断控制器(外部90ch,内部82ch)

    •串行外设接口SPI(1ch)

    •串行Flash接口(1ch)

    可提供四线串行外设接口、高速缓冲存储器(16k字节、4路组相联、128线)功能

    1.8V专用电源

    •UART(3ch)

    UART1:流控制(清除发送、请求发送)

    UART0,UART2:流控制

    •I2C(2ch)单主机

    •GPIO(90ch)

    •PlainTimer/看门狗定时器(1chx3)

    •多重定时器(2chx4)

    •10位ADC(6ch)

    •SD卡接口(3ch)

    SD0:支持eSD/eMMCboot(内置ROMBoot功能),1.8V专用电源

    SD1:多路内存条接口,1.8V专用电源

    SD2:1.8V专用电源

    •USB2.0主机(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层Xtal(XT1)

    48MHz用于主机,12/20/24/48MHz用于器件OTG功能,主机和器件共享集成的物理层

    •实时时钟(RTC)

    可提供通用RTC和KeyIntRTC两种模式,KeyIntRTC可实现上电功能

    •支持串行线调试(SWD)作为调试接口

    支持串行线查看器(SWV)作为跟踪接口,仅可跟踪一个Cortex-M3核

    2.基于硬件的MP3编码/解码器:MP3MPEG1,MPEG2,MPEG2.5

    3.LPDSP32系统

    •内部SRAM(120k字节)

    •内部ROM(220k字节)

    •WMA(微软WMA解码器配置文件)

    •AAC(MPEG4LC-AAC)

    •可变速控制播放(0.5至4倍速度)

    以WMA和AAC播放时,高达2倍速度

    以PCM播放时高达4倍速度

    以基于硬件的MP3播放时,高达4倍速度

    •噪声消除器

    4.可提供蓝牙协议栈

    5.其它音频功能

    •6波段均衡器(EQ3)

    •音量,静音

    •噪音计

    •音频定时器/中断发生器

    •16/24/32位192kHzPCM接口(2chx2)

    •同步采样频率转换器(SSRC)

    •异步采样频率转换器(ASRC):减小抖动功能支持USB音频级和蓝牙串流

    •Beep发生器

    •数字麦克风接口(2chx1)

    •16位音频DAC(2ch)

    D类放大器用于耳机(2ch)。需要外置LC低通滤波器

    6.音频时钟发生器

    •专用锁相环用于音频

    •可选的锁相环参考时钟

    总结

    安森美半导体的先进音频处理单芯片方案LC823450具备领先的集成度和高电源能效,为便携式及可穿戴等移动设备提供更优越的体验,高分辨率音频将听觉享受提升到新的水平。丰富的集成特性、硬件加速功能和简单的软件条款,简化产品设计人员的工作,缩减开发成本,加快产品上市。

责任编辑:郭爽

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