新型MP3解码芯片VS1001K及其应用

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网 关键字:新型  解码  芯片  应用
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 1 DREQ 数据请求端口 2 DCLK SDI时钟信号输入端 3 SDATA SDI数据输入端 4 BSYNC 字节同步信号端 5,9,28 DVDD 数字电源 6,10,27 DGND 数字地 7 XTALO 时钟信号输出 8 XTALI 时钟信号输入 11 XCS 片选,低电平有效 12 SCLK SCI时钟输入端 13 SI SCI数据输入端 14 SO SCI数据输出端 15~17 TEST0 备用测试端口 18,21,25 AGND 模拟地 19,23 AVDD 模拟电源 20 RIGHT 右声道音频输出 22 RCAP 外接电容接入端 24 LEFT 左声道音频输出 26 XRESET 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 MODE 0x00 RW 用于控制VS1001K的操作 STATUS 0x01 RW 当前VS1001K的状态信息 INT_FCTLH 0x02 - 内部寄存器,一般不用 CLOCKF 0x03 RW 控制时钟频率和倍频器 DECODE_TIME 0x04 R 确定解码时间(单位为秒) AUDATA 0x05 R 声音数据 WRAM 0x06 W 用于向程序RAM写入用户程序 WRAMADDR 0x07 W 为WRAM操作设置基地址 HDAT0 0x08 R 读取MP3表头数据 HDAT1 0x09 R 读取MP3表头数据 A1ADDR 0x0A RW 确定用户应用程序的开始地址 VOL 0x0B RW 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 RESERVED 0x0C - 保留 A1CTRL[0] 0x0D RW 用于控制用户应用程序 A1CTRL[1] 0x0E RW 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 0 SM_DIFF 差分输出控制 0为正常,1为左声道反相 1 SM_FFWD 快进 0为正常快速度,1为快进 2 SM_RESET 软件复位 0时不复位,1时复位 3 SM_MP12 是否解码MP1和2 0为只解MP3,1时解码MP1/2/3 4 SM_PDOWN 掉电控制 0为上电,1为掉电 5 SM_DAC 数模转换模式控制 0为一般MPEG解码,1为PCM解码 6 SM_DACMONO 立体声数模转换控制 0为立体声,1为单声道 7 SM_BASS 高/低音增强器 0为关,1为开 8 SM_DACT DCLK触发沿 0为从MSB开始,1为从LSB开始 9 SM_BYTEORD 字节传送顺序 0为上升沿,1为降沿 10 SM_IBMODE 工作模式 0为从模式,1为主模式 11 SM_IBCLK VS1001K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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