安森美半导体超低功耗单芯片方案

录音和音频播放功能已经成为便携式和可穿戴设备重要的用户体验之一。消费者不断追求更轻、更薄、更短 、更小，可提供更长续航时间的设备，这就为电子元件工程师带来更严苛的设计挑战。他们不仅需要需要实现高品质、先进的数字信号处理(DSP)算法，而且需要节省空间和省电。 而安森美半导体近期推出的LC823450超低功耗单芯片方案，集成了高分辨率的声音处理、音频应用所需的功能，并具有超低功耗、小尺寸、降低成本、加快产品上市等一系列优势。

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

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

安森美半导体的先进音频处理单芯片方案LC823450具备领先的集成度和高电源能效，为便携式及可穿戴等移动设备提供更优越的体验，高分辨率音频将听觉享受提升到新的水平。丰富的集成特性