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新型MP3解碼芯片VS1001K及其應用
摘要：VS1001K是芬蘭VLSI Solution公司生產的新型MP3解碼芯片。該芯片內含高質量的立體聲數模轉換器（ＤＡＣ）和耳機驅動電路，支持PCM數據輸入。它還具有體積小、功耗低、接口簡單、價格便宜等優點。文中介紹了VS1001K的引腳排列、內部結構和主要特點。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數據接口的操作方法。最后給出了VS1001K的應用電路。關鍵詞：MP3 編碼 播放器 VS1001K
１ 引言(范文先生網www.ycxgx.cn收集整理)
目前，ＩＮＴＥＲＮＥＴ網上和便攜式播放器所使用的ＭＰ３音頻數據壓縮方法已經成為一種公認的行業標準了。這種方法以其壓縮率高、音質好而迅速風靡全世界。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。該芯片內含高質量的立體聲數模轉換器（ＤＡＣ）和耳機驅動電路，它支持ＰＣＭ數據輸入，同時具有體積小、功耗低、接口簡單、價格便宜等優點。因而有望成為新型ＭＰ３解碼器的首選芯片。
２ ＶＳ１００１Ｋ的功能結構
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
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 當前VS1001K的狀態信息 INT_FCTLH 0x02 - 內部寄存器，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 聲音數據 WRAM 0x06 W 用于向程序RAM寫入用戶程序 WRAMADDR 0x07 W 為WRAM操作設置基地址 HDAT0 0x08 R 讀取MP3表頭數據 HDAT1 0x09 R 讀取MP3表頭數據 A1ADDR 0x0A RW 確定用戶應用程序的開始地址 VOL 0x0B RW 用于音量控制，高、低字節分別為左、右聲道。音量取值范圍為0～FF，0位最大，FF為最小 RESERVED 0x0C - 保留 A1CTRL[0] 0x0D RW 用于控制用戶應用程序 A1CTRL[1] 0x0E RW 用于控制用戶應用程序２．２ ＶＳ１００１Ｋ的內部結構
ＶＳ１００１Ｋ解碼芯片內部集成有ＶＳ ＤＳＰ處理器，同時它還集成有立體聲音頻ＤＡＣ、立體聲耳機放大驅動器、以及程序ＲＯＭ和程序ＲＡＭ等，此外，ＶＳ１００１Ｋ還帶有串行的數據接口和控制接口。圖２是ＶＳ１００１Ｋ的內部結構原理框圖。
３ ＶＳ１００１Ｋ的工作原理
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數據。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數據。
３．１ ＳＣＩ控制接口
對ＶＳ１００１Ｋ的控制主要是通過對ＳＣＩ中的１５個１６位寄存器進行操作來實現的。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
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 0為正常快速度，1為快進 2 SM_RESET 軟件復位 0時不復位，1時復位 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 數模轉換模式控制 0為一般MPEG解碼，1為PCM解碼 6 SM_DACMONO 立體聲數模轉換控制 0為立體聲，1為單聲道 7 SM_BASS 高/低音增強器 0為關，1為開 8 SM_DACT DCLK觸發沿 0為從MSB開始，1為從LSB開始 9 SM_BYTEORD 字節傳送順序 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頻率設置 0時選512kHz，1時選1024kHzＳＣＩ和外部微處理器的通訊協議包括指令字節、地址字節和１６位字三部分。其中指令字節取０Ｘ０３時為讀寄存器，取０Ｘ０２時為寫寄存器；地址字節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數據接口
當外部微處理器通過ＳＤＩ接口向ＶＳ１００１Ｋ傳送ＭＰ３數據時，在ＭＯＤＥ寄存器的不同設定下，ＳＤＩ可工作在主、從兩種模式。
當ＳＤＩ在主模式下工作時，其ＤＣＬＫ信號由ＶＳ１００１Ｋ內部產生（具體是５１２ｋＨｚ還是１０２４ｋＨｚ由ＭＯＤＥ寄存器的ＳＭ ＩＢＣＬＫ位決定），而當ＳＤＩ工作在從模式時，ＤＣＬＫ由外部輸入。
ＳＤＩ通常以字節為單位來進行數據傳送，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數據信號輸入。數據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信號來確保數據傳送時不出現錯位的情況。
圖3、圖4
當ＳＤＩ在從模式下接收數據時，如果片內ＦＩＦＯ還有足夠的空間，ＶＳ１００１Ｋ會發出一個高電平ＤＲＥＱ數據請求信號，以表示可以接收至少３２個字節的ＭＰ３數據。
４ ＶＳ１００１Ｋ的應用
圖４是ＶＳ１００１Ｋ通過ＳＤＩ和ＳＣＩ接口與外部微處理器進行連接的應用電路。從圖中可見，由于ＶＳ１００１Ｋ解碼器在其芯片內部已經集成了數模轉換器和耳機音頻驅動電路，因而其外圍電路十分簡單。實際上，圖４電路已經對ＶＳ１００１Ｋ與微處理器的接口電路進行了優化。
關于讀寫ＳＣＩ的寄存器或向ＳＤＩ傳送ＭＰ３數據的軟件編程，對于不同的外部微處理器，其軟件編程可能會有所不同。但都不是很復雜。限于篇幅，本文不再贅述。
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