安森美半导体的超低功耗音频处理器延长70%的播放时间

当今便携式及可穿戴设备基本上都具备录音和音频播放功能，这极大地增强了消费者的使用体验。然而，随着功能的不断增多，消费者却又要求这些设备更轻、更薄、更短、更小，提供更长的续航时间，这趋势令电子元件工程师面临更严苛的设计挑战：需要实现高品质、先进的数字信号处理（DSP）算法，并节省空间和省电。为此，安森美半导体推出LC823450超低功耗单芯片方案，提供高分辨率的声音处理，并集成音频应用所需的功能，还降低成本。

LC823450概览

LC823450是音频处理系统大规模集成电路（LSI），为其供电的是高能效的ARM^®Cortex^®-M3核和32位/192kHz音频处理引擎，支持基于硬件的MP3编码/解码和无线音频，提升性能和电源能效。LC823450以其充足的片上SRAM（1656k字节），为音频处理和应用任务提供大量内存，无需配备辅助内存芯片。设计人员还可利用丰富的集成的音频外围器件如模拟/数字转换器、锁相环和D类放大器。此外，行业标准接口如SPI、I2C、SDCard和UART使产品设计人员能内置通用连接。

图1：低功耗、高分辨率音频处理系统LSI——LC823450

LC823450的优势

1.超低功耗

LC823450采用了超低功耗技术，该技术广泛用于录音机（语音、音乐录制）、移动音乐手机及便携式记忆播放器的音乐播放，提供市场上最长的电池使用时间。经基准测试，LC823450较竞争对手的器件多70%的播放时间。

2.小尺寸

LC823450具有集成的模拟功能，因而减小PCB空间。尤其在采用WLCSP封装方式时，其封装尺寸仅5.52mmx5.33mm，较竞争对手的同类器件小约50%，符合可穿戴应用更纤薄的趋势。

3.软件模块和DSP算法

为加快软件设计和最大限度地降低开发成本，安森美半导体提供一站式软件服务，包括大量免除专利使用费和免授权费的数字信号处理（DSP）代码程序库，和基于客户要求的开发服务，包括先进的功能如噪声消除器，和增强低频播放的低频智能虚拟励磁（S-Live）。在移动设备中，通常使用一个小型扬声器来减小设备尺寸和重量。但小型扬声器无法播放低频，音质也会下降。S-Live使用安森美半导体专利的心理声学低音增强算法，虚拟地播放低音信号。噪声消除器在音频应用中可用于非平稳噪声消除。

LC823450的特性

图2：LC823450框图

1.Cortex-M3双核，AMBA^®（AHB/APB）系统

·内部SRAM（1.5M字节）

·内部ROM（256字节）

·SDRAM控制器

64M至256M位SDRAM/移动SDRAM

·外存储器控制器

支持NOR Flash、SRAM、ROM和8/16位LCD控制器接口

可提供内部ROM boot和外存储器boot

·DMA控制器（8ch）

·中断控制器（外部90ch，内部82ch）

·串行外设接口SPI（1ch）

·串行Flash接口（1ch）

可提供四线串行外设接口、高速缓冲存储器（16k字节、4路组相联、128线）功能

1.8V专用电源

·UART（3ch）

UART1：流控制（清除发送、请求发送）

UART0，UART2：流控制

·I2C（2ch）单主机

·GPIO（90ch）

·Plain Timer/看门狗定时器（1chx3）

·多重定时器（2chx4）

·10位ADC（6ch）

·SD卡接口（3ch）

SD0：支持eSD/eMMC boot（内置ROM Boot功能），1.8V专用电源

SD1：多路内存条接口，1.8V专用电源

SD2：1.8V专用电源

·USB2.0主机（高速/全速/低速）控制器，器件（高速/全速）控制器。USB功能要求集成的物理层Xtal（XT1）

48MHz用于主机，12/20/24/48MHz用于器件OTG功能，主机和器件共享集成的物理层

·实时时钟（RTC）

可提供通用RTC和KeyInt RTC两种模式，KeyInt RTC可实现上电功能

·支持串行线调试（SWD）作为调试接口

支持串行线查看器（SWV）作为跟踪接口，仅可跟踪一个Cortex-M3核

2.基于硬件的MP3编码/解码器：MP3，MPEG1，MPEG2，MPEG2.5

3.LPDSP32系统

·内部SRAM（120k字节）

·内部ROM（220k字节）

·WMA（微软WMA解码器配置文件）

·AAC（MPEG4 LC-AAC）

·可变速控制播放（0.5至4倍速度）

以WMA和AAC播放时，高达2倍速度

以PCM播放时高达4倍速度

以基于硬件的MP3播放时，高达4倍速度

·噪声消除器

4.可提供蓝牙协议栈

5.其它音频功能

·6波段均衡器（EQ3）

·音量，静音

·噪音计

·音频定时器/中断发生器

·16/24/32位192kHz PCM接口（2chx2）

·同步采样频率转换器（SSRC）

·异步采样频率转换器（ASRC）：减小抖动功能支持USB音频级和蓝牙串流

·Beep发生器

·数字麦克风接口（2chx1）

·16位音频DAC（2ch）

D类放大器用于耳机（2ch）。需要外置LC低通滤波器

6.音频时钟发生器

·专用锁相环用于音频

·可选的锁相环参考时钟

总结

安森美半导体的先进音频处理单芯片方案LC823450具备领先的集成度和高电源能效，为便携式及可穿戴等移动设备提供更优越的体验，高分辨率音频将听觉享受提升到新的水平。丰富的集成特性、硬件加速功能和简单的软件条款，简化产品设计人员的工作，缩减开发成本，加快产品上市。LC823450相关技术文档，包括应用注释、评估板使用手册、物料单及电路原理图等可于官网下载。