基于WM8994设计智能手机的诀窍

如今，智能手机中以应用为中心的设计已经成为主流趋势，同时这类设计中的外设功能如各种调制解调器已经被卸载到各种独立的芯片组中。导致这种结果的原因有许多，一部分是由于激烈的市场竞争所致，包括那种希望通过领先性能来实现差异化，还有手机制造商方面所面临的快速上市压力，以及与多媒体技术和无线芯片组领域里不同的技术发展思路交织在一起。

对各种应用处理器“功能驱动”的创新来说，其趋势往往是偏离了“标准驱动”的发展道路，而偏向于无线通信芯片组的开发潮流。这些领域里所需的核心能力是有所不同的：蓝牙、蜂窝或Wi-Fi芯片组需要满足各自的规范，同时要求成本最低，而且功耗也要有竞争力;此外，为了应对竞争，应用处理器需要在其数字功能和性能上实现很大程度的差异化。日益激烈的竞争已经把单芯片解决方案提供商的能力发挥到了极限，要想在器件功能的所有方面都能够维持其领先优势已经是不再切合实际了。如今，成本和上市时间方面的压力正在驱使业界开发具有更有效分工的解决方案，从长远来看，这样做无论是对芯片设计师还是对消费者来说都是有利的，因为这可使芯片组提供商将精力集中在他们做得最好的地方，并在系统中消除许多浪费成本的重复功能。

过去，这些外设功能通常是集成在一些应用处理器或调制解调器中，其目的是为了通过集成来增值。由于时间和成本方面的压力，使得它们的实现方案常常不尽如人意，特别是那些需要专业技能的地方。长期以来，音频是过度集成的受害者，音频功能的实现不但重复而且质量较差，原因在于音频的实现都是依赖于两个或者更多的芯片组，再加上由系统集成商外加的一大堆“补丁”器件，由此来支持他们终端产品所需的混音、切换、爆破音和咔嗒噪音抑制以及功率放大。

欧胜微电子推出的音频中心编码解码器WM8994充分利用了最新的、以应用为中心的调制解调器架构，这种架构整合了所有的混合信号音频功能，可确保选用低成本的处理器来成功实现系统，以及保证各种数据来源的音频信号通路特性的一致(图1)。

图1：WM8994采用以应用为中心的调制解调器架构。

WM8994中集成了多种的模拟和数字I/O，目的是为了驱动手机中所有类型的音频换能器，同时还要实现与各种处理器之间的接口连接，例如用来处理蓝牙收发器、FM调频收音机、蜂窝调制解调器以及应用处理器等。如此高水平的音频集成，在为手机带来灵活性、一致性以及高性能等好处的同时，在设计阶段只需要投入很少的规划，即可最有效地发挥系统架构的优势。

对于绝大多数混合信号系统，应关注时钟方案和系统噪声的良好控制，再加上采用好的电源、接地方案和一个低噪声基准，这样就能实现最优化的系统性能。不过，对于复杂的音频系统来说，除此之外还有许多其他方面的挑战。下面的设计技巧将告诉设计工程师如何在挑战性极强的智能手机环境中充分发挥WM8994的优势。

　　采用WM8994设计智能手机的十大诀窍

1.提前规划音频应用场景。对于每一种应用，首先要搞清楚究竟都有哪些芯片组会启动，然后要搞清楚信号具体从哪里来，又要到哪里去?同时最高效的传输路径是什么?在音频流传输的过程中必须要考虑到一些意外的事件发生。例如，当一个特定的音频通道激活的时候，如果发生某个事件，结果将会是什么?该通道应该是被中止?衰减?与别的某种声音混合?或者是重新寻找其他传输路径?实际上会有多少这类的小型应用会同时运行?

2.要为关键应用场景勾勒出音频时钟方案，然后也要为那些边角应用拟出时钟方案。从“惯例”上来看，今天的边缘应用就可能是明日的“必备”功能。要确保各个锁相环(FLL)、时钟分配器和音频接口都配置妥当，使得处理器中的存储缓冲器不会因为非最佳配置而过满或过空。由于WM8994中有足够强大的时钟可编程能力，因此能够覆盖绝大多数的场景;但值得考虑的问题是，FLL基准时钟应当来自每个应用的什么地方?究竟哪一个端口应该被配置成操作主模式?通过多个时钟输入引脚中的一个来连接到始终唤醒的32KHz时钟，就能够在许多情况下实现功率节省，特别是在需要一个时钟对GPIO输入进行去抖动的待机模式，或者是在简单的低功率音乐回放模式中。利用音频接口位时钟和帧时钟作为FLL的基准输入，就不再需要另外的高频主时钟输入，从而实现了功率节省。

WM8994的采样率转换器允许该器件在两个彼此完全独立的时钟域内工作，支持音频混合和发送(路由)跨越这些时钟边界。由于器件的采样率转换器工作在两个全双工通道中的最大的一个上，因此，当