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AVR全新32位微控制器完成真实的单芯片DRM数字音频编解码器

AVR32微控制器的控制中心是AVR32 CPU内核,其独特之处在于可提供仅仅在高端CPU和DSP上才会有的宽范围DSP指令。由于具有很高性能,使其不再需要定制的音频解码器硬件就可以对MP3数据流进行

跟着近几年数字音频产品的爆炸性添加,商场上呈现了许多芯片或许芯片组来满意更高档的播映器要求。可是有些进入数字音频商场的产品也存在一些圈套,作业并不是像选取恰当的处理器硬件那样简略。

  在近几年,一直是独自的音频和多媒体播映器在占有商场的主体,可是一些顾客也在企图把他们的便携式媒体播映器与其家庭或许轿车立体声音响设备衔接在一起,这也促进一些在家庭或许轿车立体声音响设备商场的厂商把他们的高保真(HiFi)体系用于数字音频年代。

  选用计算机硬件

  一些厂商现已企图在音频和多媒体播映器中选用计算机硬件,这些硬件虽然在处理计算机多使命的巨大数据面前体现十分优异,可是却给音频规划师带来了很大应战,首要体现在相对较慢的速度、不行预知的使命切换,以及相对较差的实时功用。这种计算机硬件完成的体系受制于高功耗,而且为了完成无中止的播映,需求很高的CPU运转速度。另一方面,集成度不高也是问题,许多体系需求3或4个芯片,包含MPU、SDRAM、NAND闪存和音频编解码器。要进一步减少芯片的数量现已不现实,因为现代晶圆工艺不答应把这些技能在同一个硅片上完成。

  专用集成电路途径

  别的也有一些厂商选用单芯片的专用集成电路(ASIC)形式。以往微控制器的处理才能只满意解码数字音频内容的部分需求,因而需求在现有微控制器中添加一个定制的MP3或许相似的解码器。因为单一IC意味着能够规划一个更小的电路板,这种途径长期以来被便携式音频播映器厂商认为是一个优势计划。这种方法的别的一个优势在于其可降低功耗,因而答应选用体积更小的电池。之所以能够降低功耗,部分原因是因为DSP需求较低的时钟速率,一起也不再需求外围存储器总线。这种计划虽然有体积和功耗方面的优势,但也存在很大危险。因为技能标准的改动和消费希望的改动,一个新产品或许在真实面市出售之前现已过期。

  完美的音频编解码器

  很明显,抱负的解决计划是选用现已商用的微控制器,一起它应具有一个功用满意强壮的CPU来解码音频内容,不再需求定制音频解码器。这种计划具有一切单芯片ASIC的优势,而且因为没有或许过期的硬件,使渠道能够具有满意高的灵敏性来满意顾客需求方面的改动。

  十分清晰,哪里有需求,哪里就有解决计划。爱特梅尔公司最新发布的32位微控制器AT32UC3A3能够供给所需求的DSP功用,并支撑立异的DMA计划,这意味着能够完成高可预见性的音频解码器,能够到达高档的音频质量。

  软件音频解码

  AVR32微控制器的控制中心是AVR32 CPU内核,其共同之处在于可供给只是在高端CPU和DSP上才会有的宽规模DSP指令。因为具有很高功用,使其不再需求定制的音频解码器硬件就能够对MP3数据流进行解码,而作业频率只要20MHz稍高一点。因为CPU最高作业频率可达72MHz,因而CPU有满意的功用余量来处理AAC和AAC+等更“深重”的音频格式。除此之外,CPU还有满意的功用来运转操作体系、文件存储以及通讯,等等。

  为了支撑加密音频格式的回放,爱特梅尔公司可供给AT32UC3A3系列的一个衍生产品,其内置有256bit AES加密单元,这样能够十分有用地进步数字加密音频的解密速度。可是这种带有AES加密单元的产品遭到美国出口的严厉约束,因而不面向传统的消费音频设备商场。

  高保真度回放

  在数字音频解压缩之后,必需求转换到模仿音频以便在一系列扬声器上播映。关于立体声输出,AVR32微控制器供给有高保真立体声16位流DAC,只是需求一个很小的外置功率放大器就能够到达音频线路、头戴耳机,以及外部扬声器所需求的电压信号。4通道音频回放以及彻底的盘绕音响效果则需求外部音频编解码器,大多是经过微控制器的IIS接口与之衔接。

  灵敏的文件存储

  AVR32微控制器具有满意的闪存和SRAM来存储固件、解码音频,以及缓冲通讯、等等,可是在芯片上没有满意多存储器来缓冲超越两秒以上的音频内容。AVR32微控制器供给有广泛的存储器选项,三种最受欢迎的存储器别离是SD/MMC卡、USB,以及NAND闪存。音频设备能够选用恣意组合来存储音频内容。SD卡接口能够支撑高达2个高速高容量(High Speed High Capacity)SD卡,而USB主机接口不只能够支撑一般的USB存储盘,也能够衔接带有USB接口的媒体播映器、照相机和手机。NAND闪存接口支撑最多两颗存储器芯片,支撑单级单元(SLC)和多级单元(MLC)ECC。关于只是需求一两秒钟音频缓冲的使用,片上SRAM现已满意,无须外部存储器。

  高速通讯

  数字音频设备的别的一个重要特性是音乐和其他音频内容传入和传出的速度。处理单一数字音频信道或许只需求带宽200kb/s或许更少。可是关于具有很多存储的音频曲库使用,顾客要求更快的通讯速度,以便完成大音频曲库更快的同步。鉴于此,AVR32 AT32UC3A3具有一个高速USB接口和一个MMC/SD插槽,支撑SDIO 下的WLAN。AT32UC3A0和AT32UC3A1等该产品系列中的其他成员也支撑一个全速USB接口,以及一个100 Mb/s以太网端口。很明显,AVR32微控制器不只是是为干流的消费电子设备而规划,它还供给广泛的的传统接口,包含USART、SPI和I2C,一起也有满意的计时器能够运转直流和步进电机。

  双端口SRAM

  AVR32微控制器供给了许多高速通讯接口,这意味着单个SRAM会很快成为体系的瓶颈。爱特梅尔预料到这些景象,而且给AT32UC3A3添加了不少于4个SRAM,其间两个供给双端口接入,以便加速通讯速度并防止抵触。这保证SRAM带宽不至于影响体系的传输速度,最重要的是,这保证音频回放质量即便在布景中有高速通讯时也不会遭到影响。

  AVR32微控制器的主干是多层高速总线。它经过答应在多个主和从设备之间一起接入,使CPU和外围器材在每个周期同享更多的数据。

  为了开发这种多层总线,爱特梅尔公司工程师现已把AT32UC3A3微控制器的主128Kb SRAM分为三个模块,每一个模块都别离给予自己独立衔接到总线的存储器接口。这种方法奇妙地使三个高速通讯接口一起接入SRAM,而无须等候数据。SRAM中的一半归于嵌入在CPU的高速SRAM,而且具有双端口接入功用。别的一半SRAM归于低功耗SRAM,CPU和外围设备同享可用的带宽。为使规划愈加完善,高速USB接口具有自己的1.5Kb双端口SRAM以保证整个数据包能够被有用传输,没有被主体系影响的危险。

  低功耗

  AVR32微控制器的功耗不超越2.0mW/MHz,这样可使音频设备利用两节AA电池供给长达150多小时的回放时刻。在待机形式下,只是有实时时钟在运转,音频设备能够放在抽屉里达9年之久,而不至于把电力耗尽。

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