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/192 kHz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5.52mm x 5.33mm，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

1.8 V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 (1ch x 3)

·  多重定时器 (2ch x 4)

·  10位ADC (6ch)

·  SD 卡接口 (3ch)

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

SD1：多路内存条接口，1.8 V专用电源

SD2：1.8 V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)

48 MHz用于主机，12/20/24/48 MHz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192 kHz PCM接口 (2ch x 2)

·  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 (2ch x 1)

·  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