摘要：VS1001K是芬蘭VLSI Solution公司生產(chǎn)的新型MP3解碼芯片。該芯片內(nèi)含高質(zhì)量的立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ＤＡＣ）和耳機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，支持PCM數(shù)據(jù)輸入。它還具有體積小、功耗低、接口簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。文中介紹了VS1001K的引腳排列、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和主要特點(diǎn)。同時(shí)重點(diǎn)介紹了VS1001K的SCI控制接口中各寄存器的功能和地址以及SDI數(shù)據(jù)接口的操作方法。最后給出了VS1001K的應(yīng)用電路。

１　引言

目前，ＩＮＴＥＲＮＥＴ網(wǎng)上和便攜式播放器所使用的ＭＰ３音頻數(shù)據(jù)壓縮方法已經(jīng)成為一種公認(rèn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)了。這種方法以其壓縮率高、音質(zhì)好而迅速風(fēng)靡全世界。但實(shí)際上，許多ＭＰ３播放器的核心就是一片ＭＰ３音頻解碼芯片。ＶＳ１００１Ｋ是芬蘭ＶＬＳＩ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ公司推出的新型ＭＰ３解碼芯片。該芯片內(nèi)含高質(zhì)量的立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ＤＡＣ）和耳機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，它支持ＰＣＭ數(shù)據(jù)輸入，同時(shí)具有體積小、功耗低、接口簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。因而有望成為新型ＭＰ３解碼器的首選芯片。

２　ＶＳ１００１Ｋ的功能結(jié)構(gòu)

２．１ ＶＳ１００１Ｋ的引腳功能

ＶＳ１００１Ｋ具有兩種封裝形式：分別為２８腳ＳＯＩＣ雙列式和４９腳ＢＧＡ球柵陣列式。圖１給出了２８腳ＳＯＩＣ封裝的引腳排列圖。各引腳的具體功能說(shuō)明如表１所列。

表1 VS1001K的引腳功能

表2 SCI寄存器功能

２．２ ＶＳ１００１Ｋ的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

ＶＳ１００１Ｋ解碼芯片內(nèi)部集成有ＶＳ ＤＳＰ處理器，同時(shí)它還集成有立體聲音頻ＤＡＣ、立體聲耳機(jī)放大驅(qū)動(dòng)器、以及程序ＲＯＭ和程序ＲＡＭ等，此外，ＶＳ１００１Ｋ還帶有串行的數(shù)據(jù)接口和控制接口。圖２是ＶＳ１００１Ｋ的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖。

３　ＶＳ１００１Ｋ的工作原理

ＶＳ１００１Ｋ主要通過(guò)兩個(gè)串行接口ＳＣＩ和ＳＤＩ來(lái)接收外部微處理器傳送來(lái)控制命令和ＭＰ３數(shù)據(jù)。其中ＳＣＩ用于接收外部微處理器傳送來(lái)控制命令，ＳＤＩ用來(lái)接收外部微處理器傳送的ＭＰ３數(shù)據(jù)。

３．１ ＳＣＩ控制接口

對(duì)ＶＳ１００１Ｋ的控制主要是通過(guò)對(duì)ＳＣＩ中的１５個(gè)１６位寄存器進(jìn)行操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。表２所列是ＳＣＩ的１５個(gè)１６位寄存器的名稱(chēng)、地址、類(lèi)型和功能說(shuō)明。實(shí)際上，對(duì)ＶＳ１００１Ｋ的主要操作都是通過(guò)ＭＯＤＥ寄存器來(lái)完成的，表３給出了ＭＯＤＥ寄存器各位的操作功能說(shuō)明。

表3 MODE寄存器的操作方法

ＳＣＩ和外部微處理器的通訊協(xié)議包括指令字節(jié)、地址字節(jié)和１６位字三部分。其中指令字節(jié)取０Ｘ０３時(shí)為讀寄存器，取０Ｘ０２時(shí)為寫(xiě)寄存器；地址字節(jié)的主要用途是確定地址寄存器的地址，其范圍為０Ｘ００～０Ｘ０Ｅ．而１６位字則用于指向指定寄存器寫(xiě)入或讀出的值。圖３所示是ＳＣＩ寄存器的讀寫(xiě)操作時(shí)序。

３．２ ＳＤＩ數(shù)據(jù)接口

當(dāng)外部微處理器通過(guò)ＳＤＩ接口向ＶＳ１００１Ｋ傳送ＭＰ３數(shù)據(jù)時(shí)，在ＭＯＤＥ寄存器的不同設(shè)定下，ＳＤＩ可工作在主、從兩種模式。

當(dāng)ＳＤＩ在主模式下工作時(shí)，其ＤＣＬＫ信號(hào)由ＶＳ１００１Ｋ內(nèi)部產(chǎn)生（具體是５１２ｋＨｚ還是１０２４ｋＨｚ由ＭＯＤＥ寄存器的ＳＭ ＩＢＣＬＫ位決定），而當(dāng)ＳＤＩ工作在從模式時(shí)，ＤＣＬＫ由外部輸入。

ＳＤＩ通常以字節(jié)為單位來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，并在ＤＣＬＫ的上升沿或下降沿（具體由ＭＯＤＥ寄存器的ＳＭ＿ＤＡＣＴ位決定）將ＳＤＡＴＡ數(shù)據(jù)信號(hào)輸入。數(shù)據(jù)傳送時(shí)采用高位在前還是低位在前是由ＭＯＤＥ寄存器的ＳＭ ＤＡＣＴ位來(lái)決定的。ＳＤＩ采用ＢＳＹＮＣ信號(hào)來(lái)確保數(shù)據(jù)傳送時(shí)不出現(xiàn)錯(cuò)位的情況。

圖3、圖4

    當(dāng)ＳＤＩ在從模式下接收數(shù)據(jù)時(shí)，如果片內(nèi)ＦＩＦＯ還有足夠的空間，ＶＳ１００１Ｋ會(huì)發(fā)出一個(gè)高電平ＤＲＥＱ數(shù)據(jù)請(qǐng)求信號(hào)，以表示可以接收至少３２個(gè)字節(jié)的ＭＰ３數(shù)據(jù)。

４ ＶＳ１００１Ｋ的應(yīng)用

圖４是ＶＳ１００１Ｋ通過(guò)ＳＤＩ和ＳＣＩ接口與外部微處理器進(jìn)行連接的應(yīng)用電路。從圖中可見(jiàn)，由于ＶＳ１００１Ｋ解碼器在其芯片內(nèi)部已經(jīng)集成了數(shù)模轉(zhuǎn)換器和耳機(jī)音頻驅(qū)動(dòng)電路，因而其外圍電路十分簡(jiǎn)單。實(shí)際上，圖４電路已經(jīng)對(duì)ＶＳ１００１Ｋ與微處理器的接口電路進(jìn)行了優(yōu)化。

關(guān)于讀寫(xiě)ＳＣＩ的寄存器或向ＳＤＩ傳送ＭＰ３數(shù)據(jù)的軟件編程，對(duì)于不同的外部微處理器，其軟件編程可能會(huì)有所不同。但都不是很復(fù)雜。限于篇幅，本文不再贅述。