新型MP3解碼芯片VS1001K及其應(yīng)用

摘要：VS1001K是芬蘭VLSI Solution公司生產(chǎn)的新型MP3解碼芯片。該芯片內(nèi)含高質(zhì)量的立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ＤＡＣ）和耳機驅(qū)動電路，支持PCM數(shù)據(jù)輸入。它還具有體積小、功耗低、接口簡單、價格便宜等優(yōu)點。文中介紹了VS1001K的引腳排列、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和主要特點。同時重點介紹了VS1001K的SCI控制接口中各寄存器的功能和地址以及SDI數(shù)據(jù)接口的操作方法。最后給出了VS1001K的應(yīng)用電路。

    關(guān)鍵詞：MP3 編碼 播放器 VS1001K

１　引言(范文先生網(wǎng)www.gymyzhishaji.com收集整理)

目前，ＩＮＴＥＲＮＥＴ網(wǎng)上和便攜式播放器所使用的ＭＰ３音頻數(shù)據(jù)壓縮方法已經(jīng)成為一種公認(rèn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)了。這種方法以其壓縮率高、音質(zhì)好而迅速風(fēng)靡全世界。但實際上，許多ＭＰ３播放器的核心就是一片ＭＰ３音頻解碼芯片。ＶＳ１００１Ｋ是芬蘭ＶＬＳＩ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ公司推出的新型ＭＰ３解碼芯片。該芯片內(nèi)含高質(zhì)量的立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ＤＡＣ）和耳機驅(qū)動電路，它支持ＰＣＭ數(shù)據(jù)輸入，同時具有體積小、功耗低、接口簡單、價格便宜等優(yōu)點。因而有望成為新型ＭＰ３解碼器的首選芯片。

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２．１ ＶＳ１００１Ｋ的引腳功能

ＶＳ１００１Ｋ具有兩種封裝形式：分別為２８腳ＳＯＩＣ雙列式和４９腳ＢＧＡ球柵陣列式。圖１給出了２８腳ＳＯＩＣ封裝的引腳排列圖。各引腳的具體功能說明如表１所列。

表1 VS1001K的引腳功能

引腳號 引腳名稱 功      能 1 DREQ 數(shù)據(jù)請求端口 2 DCLK SDI時鐘信號輸入端 3 SDATA SDI數(shù)據(jù)輸入端 4 BSYNC 字節(jié)同步信號端 5，9，28 DVDD 數(shù)字電源 6，10，27 DGND 數(shù)字地 7 XTALO 時鐘信號輸出 8 XTALI 時鐘信號輸入 11 XCS 片選，低電平有效 12 SCLK SCI時鐘輸入端 13 SI SCI數(shù)據(jù)輸入端 14 SO SCI數(shù)據(jù)輸出端 15～17 TEST0 備用測試端口 18，21，25 AGND 模擬地 19，23 AVDD 模擬電源 20 RIGHT 右聲道音頻輸出 22 RCAP 外接電容接入端 24 LEFT 左聲道音頻輸出 26 XRESET 電路復(fù)位端，低電平有效

表2 SCI寄存器功能

寄存器名 地  址 類  型

功      能

MODE 0x00 RW 用于控制VS1001K的操作 STATUS 0x01 RW 當(dāng)前VS1001K的狀態(tài)信息 INT_FCTLH 0x02 - 內(nèi)部寄存器，一般不用 CLOCKF 0x03 RW 控制時鐘頻率和倍頻器 DECODE_TIME 0x04 R 確定解碼時間（單位為秒） AUDATA 0x05 R 聲音數(shù)據(jù) WRAM 0x06 W 用于向程序RAM寫入用戶程序 WRAMADDR 0x07 W 為WRAM操作設(shè)置基地址 HDAT0 0x08 R 讀取MP3表頭數(shù)據(jù) HDAT1 0x09 R 讀取MP3表頭數(shù)據(jù) A1ADDR 0x0A RW 確定用戶應(yīng)用程序的開始地址 VOL 0x0B RW 用于音量控制，高、低字節(jié)分別為左、右聲道。音量取值范圍為0～FF，0位最大，F(xiàn)F為最小 RESERVED 0x0C - 保留 A1CTRL[0] 0x0D RW 用于控制用戶應(yīng)用程序 A1CTRL[1] 0x0E RW 用于控制用戶應(yīng)用程序

２．２ ＶＳ１００１Ｋ的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

ＶＳ１００１Ｋ解碼芯片內(nèi)部集成有ＶＳ ＤＳＰ處理器，同時它還集成有立體聲音頻ＤＡＣ、立體聲耳機放大驅(qū)動器、以及程序ＲＯＭ和程序ＲＡＭ等，此外，ＶＳ１００１Ｋ還帶有串行的數(shù)據(jù)接口和控制接口。圖２是ＶＳ１００１Ｋ的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖。

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ＶＳ１００１Ｋ主要通過兩個串行接口ＳＣＩ和ＳＤＩ來接收外部微處理器傳送來控制命令和ＭＰ３數(shù)據(jù)。其中ＳＣＩ用于接收外部微處理器傳送來控制命令，ＳＤＩ用來接收外部微處理器傳送的ＭＰ３數(shù)據(jù)。

３．１ ＳＣＩ控制接口

對ＶＳ１００１Ｋ的控制主要是通過對ＳＣＩ中的１５個１６位寄存器進(jìn)行操作來實現(xiàn)的。表２所列是ＳＣＩ的１５個１６位寄存器的名稱、地址、類型和功能說明。實際上，對ＶＳ１００１Ｋ的主要操作都是通過ＭＯＤＥ寄存器來完成的，表３給出了ＭＯＤＥ寄存器各位的操作功能說明。

表3 MODE寄存器的操作方法

位 名    稱

功    能

操作說明

0 SM_DIFF 差分輸出控制 0為正常，1為左聲道反相 1 SM_FFWD 快進(jìn) 0為正常快速度，1為快進(jìn) 2 SM_RESET 軟件復(fù)位 0時不復(fù)位，1時復(fù)位 3 SM_MP12 是否解碼MP1和2 0為只解MP3，1時解碼MP1/2/3 4 SM_PDOWN 掉電控制 0為上電，1為掉電 5 SM_DAC 數(shù)模轉(zhuǎn)換模式控制 0為一般MPEG解碼，1為PCM解碼 6 SM_DACMONO 立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換控制 0為立體聲，1為單聲道 7 SM_BASS 高/低音增強器 0為關(guān)，1為開 8 SM_DACT DCLK觸發(fā)沿 0為從MSB開始，1為從LSB開始 9 SM_BYTEORD 字節(jié)傳送順序 0為上升沿，1為降沿 10 SM_IBMODE 工作模式 0為從模式，1為主模式 11 SM_IBCLK VS1001K在主模式工作時，用于DCLK頻率設(shè)置 0時選512kHz，1時選1024kHz

ＳＣＩ和外部微處理器的通訊協(xié)議包括指令字節(jié)、地址字節(jié)和１６位字三部分。其中指令字節(jié)�。埃兀埃硶r為讀寄存器，�。埃兀埃矔r為寫寄存器；地址字節(jié)的主要用途是確定地址寄存器的地址，其范圍為０Ｘ００～０Ｘ０Ｅ．而１６位字則用于指向指定寄存器寫入或讀出的值。圖３所示是ＳＣＩ寄存器的讀寫操作時序。

３．２ ＳＤＩ數(shù)據(jù)接口

當(dāng)外部微處理器通過ＳＤＩ接口向ＶＳ１００１Ｋ傳送ＭＰ３數(shù)據(jù)時，在ＭＯＤＥ寄存器的不同設(shè)定下，ＳＤＩ可工作在主、從兩種模式。

當(dāng)ＳＤＩ在主模式下工作時，其ＤＣＬＫ信號由ＶＳ１００１Ｋ內(nèi)部產(chǎn)生（具體是５１２ｋＨｚ還是１０２４ｋＨｚ由ＭＯＤＥ寄存器的ＳＭ ＩＢＣＬＫ位決定），而當(dāng)ＳＤＩ工作在從模式時，ＤＣＬＫ由外部輸入。

ＳＤＩ通常以字節(jié)為單位來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，并在ＤＣＬＫ的上升沿或下降沿（具體由ＭＯＤＥ寄存器的ＳＭ＿ＤＡＣＴ位決定）將ＳＤＡＴＡ數(shù)據(jù)信號輸入。數(shù)據(jù)傳送時采用高位在前還是低位在前是由ＭＯＤＥ寄存器的ＳＭ ＤＡＣＴ位來決定的。ＳＤＩ采用ＢＳＹＮＣ信號來確保數(shù)據(jù)傳送時不出現(xiàn)錯位的情況。

圖3、圖4

    當(dāng)ＳＤＩ在從模式下接收數(shù)據(jù)時，如果片內(nèi)ＦＩＦＯ還有足夠的空間，ＶＳ１００１Ｋ會發(fā)出一個高電平ＤＲＥＱ數(shù)據(jù)請求信號，以表示可以接收至少３２個字節(jié)的ＭＰ３數(shù)據(jù)。

４ ＶＳ１００１Ｋ的應(yīng)用

圖４是ＶＳ１００１Ｋ通過ＳＤＩ和ＳＣＩ接口與外部微處理器進(jìn)行連接的應(yīng)用電路。從圖中可見，由于ＶＳ１００１Ｋ解碼器在其芯片內(nèi)部已經(jīng)集成了數(shù)模轉(zhuǎn)換器和耳機音頻驅(qū)動電路，因而其外圍電路十分簡單。實際上，圖４電路已經(jīng)對ＶＳ１００１Ｋ與微處理器的接口電路進(jìn)行了優(yōu)化。

關(guān)于讀寫ＳＣＩ的寄存器或向ＳＤＩ傳送ＭＰ３數(shù)據(jù)的軟件編程，對于不同的外部微處理器，其軟件編程可能會有所不同。但都不是很復(fù)雜。限于篇幅，本文不再贅述。

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