引言


對(duì)于諸如便攜式MP3播放器等獨(dú)立式MP3應(yīng)用，其是一片MP3解碼芯片。芬蘭VLSI Solution公司于去年十月出品的一款MP3解碼芯片--VS1001K，片內(nèi)含立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)和耳機(jī)驅(qū)動(dòng)、支持PCM數(shù)據(jù)輸入,具有體積小、功耗低、接口簡(jiǎn)單、價(jià)廉等特點(diǎn)，是MP3解碼芯片中的佼佼者。


內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能


在一片VS1001K內(nèi)部嵌入了MP3解碼VS_DSP及與外部微處理器接口電路：串行數(shù)據(jù)接口(SDI)和串行控制接口(SCI)。具體如圖1所示。


性能特點(diǎn)

(1)與外部微處理器接口

通過(guò)VS1001K的SDI和SCI(均是采用SPI總線結(jié)構(gòu)),微處理器可向其傳送MP3數(shù)據(jù)和對(duì)其功能實(shí)施控制。

SDI作用與特點(diǎn)：

作用：外部微處理器通過(guò)此接口向VS1001K傳送MP3數(shù)據(jù)。

特點(diǎn)：(1)SDI可以在“主”或“從”模式下工作(由寄存器MODE的位1SM_IBMODE設(shè)定)。

(2)SDI在“主”模式下工作時(shí)，VS1001K產(chǎn)生DCLK信號(hào)(是512還是1024KHz由MODE的位SM_IBCLK決定)。SDI在“從”模式下工作時(shí)，DCLK信號(hào)由外部輸入(DCLK:SDI時(shí)鐘信號(hào)輸入端)。

(3)SDI是以字節(jié)為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，在DCLK的上升沿或下降沿(由MODE的位SM_DACT決定)，將數(shù)據(jù)信號(hào)SDATA打入，傳送時(shí)是位(MSB)還是位(LSB)在前由MODE的位SM_BYTEORD決定(SDATA:SDI數(shù)據(jù)輸入端)。

(4)為確保數(shù)據(jù)傳送時(shí)不發(fā)生錯(cuò)位，SDI具有字節(jié)同步信號(hào)BSYNC。

(5)當(dāng)SDI在“從”模式下工作時(shí)，如果片內(nèi)緩存(FIFO)空間允許，VS1001K會(huì)發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)請(qǐng)求信號(hào)DREQ(高)，表明此時(shí)至少可以接收32個(gè)字節(jié)的MP3數(shù)據(jù)。

SCI作用與特點(diǎn)：

作用：微處理器通過(guò)此接口對(duì)VS1001K的功能進(jìn)行控制，在具體的實(shí)現(xiàn)上是通過(guò)對(duì)SCI的15個(gè)16位寄存器(詳見(jiàn)表1)的讀、寫操作來(lái)完成的。
特點(diǎn)：SCI通信協(xié)議包括“指令字節(jié)”、“地址字節(jié)”和一個(gè)“字”(16位)三部分。指令字節(jié)：取值0x03表示讀寄存器，取值0x02表示寫寄存器。地址字節(jié)：寄存器的地址(0x00-0x0E)。字：指定寄存器讀出或?qū)懭胫怠?BR>
(2)內(nèi)部數(shù)據(jù)流動(dòng)

如圖2所示。首先，根據(jù)MODE寄存器SM_DAC位的設(shè)置，VS1001K接收MPEG編碼或PCM編碼的數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行解碼。然后，將數(shù)據(jù)送到高/低音增強(qiáng)器(此時(shí),高/低音增強(qiáng)器SM_BASS=1表示開(kāi))。如果SCI的寄存器A1ADDR不為零，接下來(lái)數(shù)據(jù)將被送到用戶程序中，之后，數(shù)據(jù)被送到了音量控制單元和FIFO中，經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換將音頻輸出。


應(yīng)用


作為協(xié)處理器，VS1001K通過(guò)SDI和SCI與外部微處理器的接口非常簡(jiǎn)單，見(jiàn)圖3所示。同時(shí)由于VS1001K內(nèi)置了數(shù)模轉(zhuǎn)換和耳機(jī)驅(qū)動(dòng)等功能，因而其外圍輔助電路也非常簡(jiǎn)單。如果受到微處理器的I/O端線數(shù)量限制，還可采用圖4所示連接方案。

以圖4連接為例，讀寫SCI寄存器或向SDI發(fā)送MP3數(shù)據(jù)編程可參考以下步驟：

寫SCI寄存器：(以音量設(shè)置為例,音量寄存器的地址為0x0B，左右聲道音量分別設(shè)置為-2dB、-3.5dB);

GIO1=0,啟動(dòng)SCI(XCS=0);

向SCI寫4字節(jié)(0x02,0x0B,0x04,0x07);//每級(jí)為-0.5dB;

GIO1=1,結(jié)束SCI傳輸。
讀SCI寄存器：(仍以讀音量寄存器為例);

GIO1=0,啟動(dòng)SCI;

向SCI寫2字節(jié)(0x03,0x0B)數(shù)據(jù);//讀操作，0x0B為音量寄存器;

向SCI寫任意內(nèi)容的一字節(jié)數(shù)據(jù)，讀取微處理器的MISO，此時(shí)其值為音量寄存器的高8位;

向SCI寫任意內(nèi)容的一字節(jié)數(shù)據(jù)，讀取微處理器的MISO，此時(shí)其值為音量寄存器的低8位;

合成音量寄存器值;

GIO1=1,結(jié)束SCI傳輸。

向SDI發(fā)送MP3數(shù)據(jù)：

設(shè)置VS1001K為“從”工作模式;

等待，直到DREQ=1;

GIO1=1,使SCK輸出到DCLK;

對(duì)于每個(gè)字節(jié)重復(fù)下述步驟：

BSYNC=1(BSYNC為SDI的字節(jié)同步信號(hào));

啟動(dòng)SPI傳輸;

等待8位傳輸結(jié)束;

BSYNC=0;

等待SPI結(jié)束。