Decodificadores de sinal de áudio MPEG 2.5 LAYER III STA013/013B/013T. Data de referência

Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Aplicação de microcircuitos

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Visão global

O chip STA013 é um decodificador de áudio MPEG Layer III universal totalmente integrado com especificações MPEG 1, MPEG 2 e MPEG 2.5. Aqui estão as principais funções do chip: Suporte total para os seguintes formatos de sinal de áudio compactado:

• Camada III nos padrões ISO/IEC 11172-3 (MPEG 1 Audio) e ISO/IEC 13818-3.2 (MPEG 2 Audio);
• fluxos de baixa taxa de amostragem conhecidos como MPEG 2.5;
• A camada III transmite nos modos Estéreo, Dual Channel, Single Channel (mono).

Além disso, o microcircuito fornece e possui:

• suporte para todas as taxas de amostragem padrão para MPEG 1 e MPEG 2 mais um conjunto estendido de frequências para MPEG 2.5: 48; 44,1; 32; 24; 22,05; 16; 12; 11,025 e 8 kHz;
• Suporte a fluxo MPEG 2.5 Layer III com taxas de codificação de 8 a 320 kbps;
• controle de software de comutação de canal no sinal de saída;
• controle digital do nível do sinal de saída;
• controle digital do nível de baixas e altas frequências no sinal de saída (controle de timbre);
• operação da interface serial para dados;
• suporte para formato de dados controlado por software para a interface serial de saída (PCM);
• baixo consumo de energia (85 mW com tensão de alimentação de 2,4 V e frequência máxima de amostragem do sinal);
• verificação da integridade dos dados de entrada (CRC) e detecção de erros de sincronização do fluxo de entrada com possibilidade de registro desses erros por um controlador externo.

O microcircuito é controlado via barramento I²C.

Ressonadores de quartzo externos com frequências de 10, 14,31818 e 14,7456 MHz podem ser conectados ao microcircuito (suporte para outras frequências é possível, mas isso exigirá a versão apropriada do software interno (firmware). A principal área de aplicação do microcircuito é um equipamento de áudio com suporte para o formato MP3 : CD players, MP3 players, sistemas estéreo. Baixa tensão de alimentação e baixo consumo de energia tornam este chip especialmente conveniente para uso em dispositivos portáteis e portáteis. O chip também pode ser usado em placas de som de computador para reproduzir áudio MP3 sem a participação de um processador central As principais características do microcircuito são apresentadas na Tabela 1.

Tabela 1

Os principais subsistemas do chip STA013

O diagrama de blocos do microcircuito é mostrado na fig. 1. A interface serial de entrada é usada para receber um fluxo de dados de entrada de uma fonte externa. Ordem de bits - o bit mais significativo dos bytes transmitidos é transmitido primeiro. Os dados são recebidos através da entrada SDI e são sincronizados com a mudança no nível do sinal na entrada SCKR. O ajuste de sincronização (recepção de dados na frente ou decaimento do pulso) é realizado de forma programática. Um nível baixo na entrada BIT_EN desabilita a interface de entrada de receber dados.

Arroz. 1. Diagrama estrutural do microcircuito

O sintetizador de frequência e o módulo de sincronização são usados ​​para gerar sinais de clock para o núcleo de computação do microcircuito e para a interface de áudio de saída. As taxas de amostragem de saída são obtidas dividindo a taxa de reamostragem OCLK por um fator definido por software. O sintetizador de frequência pode gerar sinais de saída para acionar a maioria dos chips DAC comuns.

A interface serial de saída é usada para emitir dados de áudio decodificados no formato PCM. Os dados são transmitidos pela linha SDO e são sincronizados na saída SCKT. O ajuste de sincronização (transmissão de dados na borda ou queda do pulso) é realizado de forma programática. O nível de sinal na saída LRCKT indica o canal (esquerdo/direito) para o qual a palavra de dados está sendo transmitida. A precisão da representação do sinal pode ser selecionada por software a partir de quatro valores: 16, 18, 20 ou 24 bits. Com uma precisão de representação de 16 bits selecionada, 32 bits de dados são transmitidos em um período do sinal LRCKT. Se a precisão da representação for 18, 20 ou 24 bits, então 64 bits de dados são transmitidos em um período do sinal LRCKT. O formato dos dados transmitidos é controlado por software, que permite conectar ao chip vários tipos diferentes de DACs externos que suportam um protocolo de transferência de dados serial.

A interface I2C é utilizada para controlar os modos de operação do microcircuito por meio de um microcontrolador externo, bem como para obter informações sobre o estado atual dos módulos do microcircuito. Todos os parâmetros de ajuste do microcircuito são registrados em registros internos e estão disponíveis para escrita no barramento I²C. O núcleo de computação do chip é um processador de sinal digital (DSP) de alto desempenho, que fornece decodificação de fluxo de áudio MP3, filtragem de sinal digital e controle do módulo de sincronização do chip.

Modos de operação do chip

O chip STA013 pode operar em dois modos - Modo Multimídia (MM) ou Modo Broadcast (doravante referido como BM). No modo MM, o fluxo de dados de entrada é controlado pelo próprio chip STA013, alterando o nível do sinal na saída DATA_REQ. Um sinal ativo nesta saída indica a uma fonte externa que é necessário transmitir dados para o chip STA013. Ao operar neste modo, o pino SRC_INT deve ser conectado a uma fonte de alimentação. No modo BM, o fluxo de dados de entrada é totalmente controlado pela fonte de dados. No caso de uma discrepância entre a taxa de dados de entrada real e a taxa nominal especificada, o microcircuito STA013 fornece automaticamente a sincronização interna necessária. O modo BM é necessário principalmente para a operação do chip em dispositivos vestíveis ou portáteis.

A pinagem do microcircuito para cada uma das modalidades é mostrada na fig. 2, e o circuito de comutação está na fig. 3 e 4.

Arroz. 2. Pinagem do microcircuito

Arroz. 3. Esquema de comutação

Arroz. 4. Esquema de comutação

A atribuição de pinos do chip STA013 é fornecida na Tabela. 2.

Tabela 2

Autor: Vladimir Zaitsev; Publicação: cxem.net

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