基于ＴＭＳ３２０ＤＭ６４４６的音頻系統硬件設計

摘要:文章以多媒體音頻系統為研發背景，采用TI公司的雙核(ARM+DSP)芯片TMS320DM6446，構建出低功耗、高性能的音頻系統硬件平臺。詳細介紹了TMS320DM6446平臺的系統結構，并結合其特點，分別從電源模塊、存儲模塊、音頻模塊這三個方面描述了該音頻系統的硬件設計。

關鍵詞:數字音頻; TMS320DM6446;硬件設計

隨著計算機技術、電子技術和通信技術的迅猛發展，音頻處理技術也在眾多領域得到廣泛應用。如通信領域中的手機、IP電話，消費類電子產品中的MP3和CD播放器以及控制領域中的語音識別、聲控系統等。結合DSP強大的數字信號處理能力和ARM處理器良好的實時性能， 本文闡述了基于雙核構架(ARM+DSP)芯片TMS320DM6446的音頻處理系統的硬件設計，提供了有效和實用的音頻處理系統方案。

1TMS320DM6446概述

DM6446處理器是由TI應用最為廣泛的TMS320C64x DSP內核與低功耗、高性能的ARM926EJ-S微處理器組成的雙核應用處理器C64x系列可提供對低功耗應用的實時多媒體處理的支持;ARM926可滿足控制和接口方面的處理需要。基于雙核結構， DM6446具有極強的運算能力和極低的功耗。DM6446系統構成見圖1。

2各模塊設計

2．1電源模塊

DM6446平臺的一大特點就是便攜和低功耗，這就對電源模塊的設計提出了更高要求。在本設計中，采用TI公司的TPS65010電源IC芯片，該芯片具有集成了兩個同步降壓DC/DC轉換器(具有集成的FET)、一個用于系統電壓的12A轉換器，另一個用于處理器內核的400 mA轉換器。它采用了脈沖頻率調制和脈寬調制開關技術，可在廣泛的負載電流范圍內支持97%的峰值效率和最大效率。此外，通過提供70μA的極低靜態電流以及幾種低功耗模式，TPS65010還可以進一步節約電池能量。TPS65010具有與I2C兼容的通信接口，支持范圍介于100 kHz和400 kHz之間的頻率，并可以輕松控制TPS65010充電時的各種操作模式、DC/DC轉換以及低壓降穩壓參數。通過這款芯片，可以滿足板上絕大部分芯片供電需求。

2．2存儲模塊

FLASH MEMORY。NAND Flash主要用于存儲啟動代碼和數據，也可以存儲文件系統等信息。NAND和 NOR Flash相比有許多不同點。 NAND Flash的主要優點是可集成度高，價格便宜等，但其主要缺點是數據可靠性較低，所以需要引入ECC校驗等措施來提高可靠性。本系統中NAND芯片采用容量為64MB的NANDR3A。

DDR2存儲器。DDR2存儲器是整個DM6446系統的緩沖中心。系統代碼運行、圖像數據搬移等都要使用DDR2。本系統采用兩片數據寬度為16位的DDR2存儲器組成寬度為32位的數據總線。芯片采用Micro公司生產的MT47H32M16BT芯片，選型的主要原則是該芯片與很多廠商生產的不同容量的DDR2芯片都能實現管腳-管腳間的完全兼容。

DDR2存儲器在時鐘的上升沿和下降沿都要傳輸數據，所以每個時鐘周期傳輸2個字的數據。同時DDR2采用4n預取技術，也就是當DDR2在收到DDR2讀命令時，會在內部一次取出4個32位數。這4個32位數分兩個時鐘發送出去。對于寫操作過程正好相反。

2．3音頻模塊

語音采集、播放模塊為嵌入式視頻系統的必備組件。該模塊完成音頻信號的采集、播放等功能。它主要由TI生產的低功耗立體聲編解碼芯片TLV320AIC33組成。該芯片有多個輸入端口和多個可編程輸出端口。基于寄存器的電源控制模塊使其在48KHz DAC回路播放時系統功耗只有14mw。極低的功耗使其特別適合于嵌入式系統的應用。

AIC33輸入端有數控立體聲麥克風前置放大、自動增益控制和對多路輸入混音處理等許多強大的功能。輸出端有4路普通輸出和3路差分輸出。同時其DAC和ADC支持8KHz到96KHz之間的多種頻率采樣。

AIC33使用多種電壓，其中模擬電壓2.7V-3.6V，數字內核電壓1.525-1.95V，數字1/0電壓l.IV-3.6V。AIC33與DSP的音頻端接口(ASP)相連，工作模式為全雙工串行通信。

DM6446通過I2C總線對TLV320AIC33的寄存器進行單向設置，利用I2S格式進行雙向聲音數據的傳輸。利用可編程PLL1705數字鎖相環向AIC33 CODEC提供18. 432 MHz的時鐘，通過分頻產生48 kHz和8 kHz的采樣時鐘。

3 系統性能及應用前景

DM6446是將目標應用瞄準在嵌入式應用的高集成化的通用處理器，為其配備多種外設能適用于各種應用領域。文章給出了一套音頻系統的解決方案，在該平臺上實現了MP3的播放，如加入通信模塊，還可以實現IP通信。

并且由于DM6446豐富的外圍接口，還可以加入LCD液晶屏，利用Linux操作系統開發功能更強更直觀的多媒體系統，實現娛樂、信息處理、通訊、導航、防盜、語言識別、圖像顯示等功能。

參考文獻

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