當今便攜式及可穿戴設備基本上都具備錄音和音頻播放功能，這極大地增強了消費者的使用體驗。然而，隨著功能的不斷增多，消費者卻又要求這些設備更輕、更薄、更短、更小，提供更長的續航時間，這趨勢令電子元件工程師面臨更嚴苛的設計挑戰：需要實現高品質、先進的數字信號處理(DSP)算法，并節省空間和省電。為此，安森美半導體推出LC823450超低功耗單芯片方案，提供高分辨率的聲音處理，并集成音頻應用所需的功能，還降低成本。
LC823450概覽
LC823450是音頻處理系統大規模集成電路(LSI)，為其供電的是高能效的ARM® Cortex®-M3核和32位/192 kHz音頻處理引擎，支持基于硬件的MP3編碼/解碼和無線音頻，提升性能和電源能效。LC823450以其充足的片上SRAM(1656k字節)，為音頻處理和應用任務提供大量內存，無需配備輔助內存芯片。設計人員還可利用豐富的集成的音頻外圍器件如模擬/數字轉換器、鎖相環和D類放大器。此外，行業標準接口如SPI、I2C、SDCard和UART使產品設計人員能內置通用連接。
圖1：低功耗、高分辨率音頻處理系統LSI——LC823450
LC823450的優勢
1. 超低功耗
LC823450采用了超低功耗技術，該技術廣泛用于錄音機(語音、音樂錄制)、移動音樂手機及便攜式記憶播放器的音樂播放，提供市場上最長的電池使用時間。經基準測試，LC823450較競爭對手的器件多70%的播放時間。
2. 小尺寸
LC823450具有集成的模擬功能，因而減小PCB空間。尤其在采用WLCSP封裝方式時，其封裝尺寸僅5.52mm x 5.33mm，較競爭對手的同類器件小約50%，符合可穿戴應用更纖薄的趨勢。
3．軟件模塊和DSP算法
為加快軟件設計和最大限度地降低開發成本，安森美半導體提供一站式軟件服務，包括大量免除專利使用費和免授權費的數字信號處理(DSP)代碼程序庫，和基于客戶要求的開發服務，包括先進的功能如噪聲消除器，和增強低頻播放的低頻智能虛擬勵磁(S-Live)。在移動設備中，通常使用一個小型揚聲器來減小設備尺寸和重量。但小型揚聲器無法播放低頻，音質也會下降。S-Live使用安森美半導體專利的心理聲學低音增強算法，虛擬地播放低音信號。噪聲消除器在音頻應用中可用于非平穩噪聲消除。
LC823450的特性
圖2：LC823450框圖
1. Cortex-M3雙核，AMBA®(AHB/APB)系統
· 內部SRAM (1.5M字節)
· 內部ROM (256字節)
· SDRAM控制器
64M至256M位SDRAM/移動SDRAM
· 外存儲器控制器
支持NOR Flash、SRAM、ROM，和8/16位LCD控制器接口
可提供內部ROM boot和外存儲器boot
· DMA控制器(8ch)
· 中斷控制器(外部90ch，內部82ch)
· 串行外設接口SPI(1ch)
· 串行Flash 接口(1ch)
可提供四線串行外設接口、高速緩沖存儲器(16k字節、4路組相聯、128線)功能
1.8 V專用電源
· UART (3ch)
UART1: 流控制 (清除發送、請求發送)
UART0，UART2：流控制
· I2C (2ch) 單主機
· GPIO (90ch)
· Plain Timer / 看門狗定時器 (1ch x 3)
· 多重定時器 (2ch x 4)
· 10位ADC (6ch)
· SD 卡接口 (3ch)
SD0：支持eSD/eMMC boot (內置ROM Boot功能)，1.8 V專用電源
SD1：多路內存條接口，1.8 V專用電源
SD2：1.8 V專用電源
· USB2.0主機 (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層Xtal (XT1)
48 MHz用于主機，12/20/24/48 MHz用于器件OTG功能，主機和器件共享集成的物理層
· 實時時鐘 (RTC)
可提供通用RTC和KeyInt RTC兩種模式，KeyInt RTC可實現上電功能
· 支持串行線調試 (SWD)作為調試接口
支持串行線查看器 (SWV)作為跟蹤接口，僅可跟蹤一個Cortex-M3核
2. 基于硬件的MP3編碼/解碼器：MP3 MPEG1，MPEG2，MPEG2.5
3. LPDSP32系統
· 內部SRAM (120k字節)
· 內部ROM (220k字節)
· WMA (微軟WMA解碼器配置文件)
· AAC (MPEG4 LC-AAC)
· 可變速控制播放 (0.5至4倍速度)
以WMA和AAC播放時，高達2倍速度
以PCM播放時高達4倍速度
以基于硬件的MP3播放時，高達4倍速度
· 噪聲消除器
4．可提供藍牙協議棧
5．其它音頻功能
· 6波段均衡器 (EQ3)
· 音量，靜音
· 噪音計
· 音頻定時器/中斷發生器
· 16/24/32位192 kHz PCM接口 (2ch x 2)
· 同步采樣頻率轉換器(SSRC)
· 異步采樣頻率轉換器(ASRC)：減小抖動功能支持USB音頻級和藍牙串流
· Beep發生器
· 數字麥克風接口 (2ch x 1)
· 16位音頻DAC (2ch)
D類放大器用于耳機 (2ch)。需要外置LC低通濾波器
6．音頻時鐘發生器
· 專用鎖相環用于音頻
· 可選的鎖相環參考時鐘
總結
安森美半導體的先進音頻處理單芯片方案LC823450具備領先的集成度和高電源能效，為便攜式及可穿戴等移動設備提供更優越的體驗，高分辨率音頻將聽覺享受提升到新的水平。豐富的集成特性、硬件加速功能和簡單的軟件條款，簡化產品設計人員的工作，縮減開發成本，加快產品上市。 |
