Decoder segnale audio MPEG 2.5 LAYER III STA013/013B/013T. Dati di riferimento

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Applicazione dei microcircuiti

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Panoramica

Il chip STA013 è un decoder audio MPEG Layer III universale completamente integrato con le specifiche MPEG 1, MPEG 2 e MPEG 2.5. Ecco le principali funzioni del chip: Pieno supporto per i seguenti formati di segnale audio compresso:

• Livello III negli standard ISO/IEC 11172-3 (MPEG 1 Audio) e ISO/IEC 13818-3.2 (MPEG 2 Audio);
• flussi a bassa frequenza di campionamento noti come MPEG 2.5;
• Streaming Layer III in modalità Stereo, Dual Channel, Single Channel (mono).

Inoltre, il microcircuito fornisce e dispone di:

• supporto per tutte le frequenze di campionamento standard per MPEG 1 e MPEG 2 più un set esteso di frequenze per MPEG 2.5: 48; 44,1; 32; 24; 22,05; 16; 12; 11,025 e 8 kHz;
• Supporto stream MPEG 2.5 Layer III con velocità di codifica da 8 a 320 kbps;
• controllo software della commutazione del canale nel segnale di uscita;
• controllo digitale del livello del segnale in uscita;
• controllo digitale del livello delle frequenze basse e alte nel segnale in uscita (controllo del timbro);
• funzionamento dell'interfaccia seriale per i dati;
• supporto per il formato dati controllato da software per l'interfaccia seriale di uscita (PCM);
• basso consumo energetico (85 mW con tensione di alimentazione 2,4 V e frequenza massima di campionamento del segnale);
• controllo dell'integrità dei dati di input (CRC) e rilevamento degli errori di sincronizzazione del flusso di input con la possibilità di registrare questi errori da un controller esterno.

Il microcircuito è controllato tramite il bus I²C.

Al microcircuito possono essere collegati risonatori al quarzo esterni con frequenze di 10, 14,31818 e 14,7456 MHz (il supporto per altre frequenze è possibile, ma ciò richiederà la versione appropriata del software interno (firmware). L'area di applicazione principale del il microcircuito è un'apparecchiatura audio con supporto per il formato MP3: lettori CD, lettori MP3, sistemi stereo. La bassa tensione di alimentazione e il basso consumo energetico rendono questo chip particolarmente conveniente per l'uso in dispositivi portatili e portatili. Il chip può essere utilizzato anche nelle schede audio dei computer per riprodurre audio MP3 senza la partecipazione di un processore centrale. Le principali caratteristiche del microcircuito sono riportate nella Tabella 1.

Tabella 1

I principali sottosistemi del chip STA013

Lo schema a blocchi del microcircuito è mostrato in fig. 1. L'interfaccia seriale di input viene utilizzata per ricevere un flusso di dati di input da una sorgente esterna. Ordine dei bit: viene trasmesso per primo il bit più significativo dei byte trasmessi. I dati vengono ricevuti tramite l'ingresso SDI e sincronizzati con la variazione del livello del segnale all'ingresso SCKR. La regolazione della sincronizzazione (ricezione dei dati sul fronte o decadimento dell'impulso) viene eseguita in modo programmatico. Un livello basso all'ingresso BIT_EN disabilita l'interfaccia di ingresso dalla ricezione dei dati.

Riso. 1. Schema strutturale del microcircuito

Il sintetizzatore di frequenza e il modulo di sincronizzazione vengono utilizzati per generare segnali di clock per il core di calcolo del microcircuito e per l'interfaccia audio di uscita. Le frequenze di campionamento in uscita si ottengono dividendo la velocità di ricampionamento OCLK per un fattore definito dal software. Il sintetizzatore di frequenza può generare segnali di uscita per pilotare la maggior parte dei comuni chip DAC.

L'interfaccia seriale di uscita viene utilizzata per emettere dati audio decodificati in formato PCM. I dati vengono trasmessi sulla linea SDO e sincronizzati all'uscita SCKT. La regolazione della sincronizzazione (trasmissione dati sul fronte o caduta dell'impulso) viene eseguita in modo programmatico. Il livello del segnale sull'uscita LRCKT indica il canale (sinistra/destra) per il quale viene trasmessa la parola di dati. L'accuratezza della rappresentazione del segnale può essere selezionata dal software tra quattro valori: 16, 18, 20 o 24 bit. Con una precisione di rappresentazione di 16 bit selezionati, vengono trasmessi 32 bit di dati in un periodo del segnale LRCKT. Se la precisione della rappresentazione è 18, 20 o 24 bit, vengono trasmessi 64 bit di dati in un periodo del segnale LRCKT. Il formato dei dati trasmessi è controllato da un software, che consente di collegare al chip diversi tipi di DAC esterni che supportano un protocollo di trasferimento dati seriale.

L'interfaccia I2C viene utilizzata per controllare le modalità di funzionamento del microcircuito tramite un microcontrollore esterno, nonché per ottenere informazioni sullo stato attuale dei moduli del microcircuito. Tutti i parametri di regolazione del microcircuito sono registrati in registri interni e sono disponibili per la scrittura sul bus I²C. Il nucleo informatico del chip è un processore di segnale digitale (DSP) ad alte prestazioni, che fornisce la decodifica del flusso audio MP3, il filtraggio del segnale digitale e il controllo del modulo di sincronizzazione del chip.

Modalità di funzionamento del chip

Il chip STA013 può funzionare in due modalità: Modalità Multimediale (MM) o Modalità Trasmissione (di seguito denominata BM). In modalità MM, il flusso di dati in ingresso è controllato dal chip STA013 stesso modificando il livello del segnale all'uscita DATA_REQ. Un segnale attivo su questa uscita indica a una sorgente esterna che è necessario trasmettere dati al chip STA013. Quando si opera in questa modalità, il pin SRC_INT deve essere collegato a un alimentatore. In modalità BM, il flusso di dati di input è completamente controllato dall'origine dati. In caso di discrepanza tra la velocità dati di ingresso reale e la velocità nominale specificata, il microcircuito STA013 fornisce automaticamente la necessaria sincronizzazione interna. La modalità BM è richiesta principalmente per il funzionamento del chip in dispositivi indossabili o portatili.

La piedinatura del microcircuito per ciascuna delle forme di realizzazione è mostrata in fig. 2, e il circuito di commutazione è in fig. 3 e 4.

Riso. 2. Piedinatura del microcircuito

Riso. 3. Schema di commutazione

Riso. 4. Schema di commutazione

L'assegnazione dei pin del chip STA013 è riportata nella tabella. 2.

Tabella 2

Autore: Vladimir Zaitsev; Pubblicazione: cxem.net

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