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MP3解码芯片VS1001K特点及应用
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VS1001K：Feature and Application of MP3 Decoder
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■海军舰船维修研究所 衣 军
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引言
对于诸如便携式MP3播放器等独立式MP3应用，其核心是一片MP3解码芯片。芬兰VLSI Solution公司于去年十月出品的一款MP3解码芯片--VS1001K，片内含立体声数模转换(DAC)和耳机驱动、支持PCM数据输入,具有体积小、功耗低、接口简单、价廉等特点，是MP3解码芯片中的佼佼者。
内部结构及引脚功能
在一片VS1001K内部嵌入了MP3解码核心VS_DSP及与外部微处理器接口电路：串行数据接口（SDI）和串行控制接口（SCI）。具体如图1所示。
性能特点
(1)与外部微处理器接口
通过VS1001K的SDI和SCI(均是采用SPI总线结构),微处理器可向其传送MP3数据和对其功能实施控制。
SDI作用与特点：
作用：外部微处理器通过此接口向VS1001K传送MP3数据。
特点：①SDI可以在“主”或“从”模式下工作（由寄存器MODE的位SM_IBMODE设定）。
②SDI在“主”模式下工作时，VS1001K产生DCLK信号（是512还是1024KHz由MODE的位SM_IBCLK决定）。SDI在“从”模式下工作时，DCLK信号由外部输入(DCLK:SDI时钟信号输入端)。
③SDI是以字节为单位进行数据传送，在DCLK的上升沿或下降沿（由MODE的位SM_DACT决定），将数据信号SDATA打入，传送时是最高位（MSB）还是最低位（LSB）在前由MODE的位SM_BYTEORD决定(SDATA:SDI数据输入端)。
④为确保数据传送时不发生错位，SDI具有字节同步信号BSYNC。
⑤当SDI在“从”模式下工作时，如果片内缓存(FIFO)空间允许，VS1001K会发出一个数据请求信号DREQ（高），表明此时至少可以接收32个字节的MP3数据。
SCI作用与特点：
作用：微处理器通过此接口对VS1001K的功能进行控制，在具体的实现上是通过对SCI的15个16位寄存器（详见表1）的读、写操作来完成的。
特点：SCI通信协议包括“指令字节”、“地址字节”和一个“字”（16位）三部分。指令字节：取值0x03表示读寄存器，取值0x02表示写寄存器。地址字节：寄存器的地址（0x00-0x0E）。字：指定寄存器读出或写入值。
(2)内部数据流动
如图2所示。首先，根据MODE寄存器SM_DAC位的设置，VS1001K接收MPEG编码或PCM编码的数据，并对其进行解码。然后，将数据送到高/低音增强器（此时,高/低音增强器SM_BASS=1表示开）。如果SCI的寄存器A1ADDR不为零，接下来数据将被送到用户程序中，之后，数据被送到了音量控制单元和FIFO中，最后经过数模转换将音频输出。
应用
作为协处理器，VS1001K通过SDI和SCI与外部微处理器的接口非常简单，见图3所示。同时由于VS1001K内置了数模转换和耳机驱动等功能，因而其外围辅助电路也非常简单。如果受到微处理器的I/O端线数量限制，还可采用图4所示连接方案。
以图4连接为例，读写SCI寄存器或向SDI发送MP3数据编程可参考以下步骤：
写SCI寄存器：（以音量设置为例,音量寄存器的地址为0x0B，左右声道音量分别设置为-2dB、-3.5dB）;
●GIO1=0,启动SCI（XCS=0）;
●向SCI写4字节（0x02,0x0B,0x04,0x07）;//每级为-0.5dB;
●GIO1=1,结束SCI传输。
读SCI寄存器：（仍以读音量寄存器为例）;
●GIO1=0,启动SCI;
●向SCI写2字节（0x03,0x0B）数据;//读操作，0x0B为音量寄存器;
●向SCI写任意内容的一字节数据，读取微处理器的MISO，此时其值为音量寄存器的高8位;
●向SCI写任意内容的一字节数据，读取微处理器的MISO，此时其值为音量寄存器的低8位;
●合成音量寄存器值;
●GIO1=1,结束SCI传输。
向SDI发送MP3数据：
●设置VS1001K为“从”工作模式;
●等待，直到DREQ=1;
●GIO1=1,使SCK输出到DCLK;
●对于每个字节重复下述步骤：
BSYNC=1(BSYNC为SDI的字节同步信号);
启动SPI传输;
等待8位传输结束;
BSYNC=0;
等待SPI结束。 |
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