TUSB3200：USB音頻流控制的理想之選

在當(dāng)今數(shù)字化的時代，音頻數(shù)據(jù)的高效傳輸和處理至關(guān)重要。TUSB3200作為一款專為等時數(shù)據(jù)流式傳輸應(yīng)用設(shè)計的通用串行總線（USB）外設(shè)接口設(shè)備，在音頻領(lǐng)域展現(xiàn)出了卓越的性能。今天，我們就來深入探討一下TUSB3200的各項特性、工作模式以及電氣規(guī)格等方面的內(nèi)容。

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一、TUSB3200概述

TUSB3200集成電路專為需要等時數(shù)據(jù)流式傳輸?shù)膽?yīng)用而設(shè)計，像數(shù)字揚(yáng)聲器這類應(yīng)用，就需要通過USB連接在主機(jī)PC和揚(yáng)聲器系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的流式傳輸，TUSB3200便能很好地勝任這一任務(wù)。它完全兼容USB規(guī)范版本1.1和USB音頻類規(guī)范，為音頻數(shù)據(jù)的傳輸提供了可靠的保障。

（一）核心架構(gòu)

TUSB3200采用了標(biāo)準(zhǔn)的8052微控制器單元（MCU）核心，并配備了片上內(nèi)存。其中，MCU內(nèi)存包含4K字節(jié)的程序內(nèi)存ROM，里面存儲著引導(dǎo)加載程序。在初始化時，引導(dǎo)加載程序會從印刷電路板（PCB）上的非易失性存儲器將應(yīng)用程序代碼下載到8K的RAM中。MCU負(fù)責(zé)處理所有USB控制、中斷和批量端點(diǎn)事務(wù)，同時也能處理USB等時端點(diǎn)事務(wù)。

（二）接口特性

1. USB接口：集成了支持12 Mb/s（全速）數(shù)據(jù)傳輸?shù)?a target="_blank">收發(fā)器，除了USB控制端點(diǎn)外，還支持多達(dá)7個輸入端點(diǎn)和7個輸出端點(diǎn)。這些USB端點(diǎn)可通過MCU應(yīng)用代碼使用一組端點(diǎn)配置塊進(jìn)行完全配置，支持所有USB數(shù)據(jù)傳輸類型。
2. CODEC端口接口：可以配置為支持多種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)串行接口協(xié)議，如音頻CODEC（AC） ’97修訂版1.X、音頻CODEC（AC） ’97修訂版2.X以及幾種Inter - IC聲音（I2S）模式。
3. 其他接口：提供了帶有四個通道的直接內(nèi)存訪問（DMA）控制器，用于將USB等時數(shù)據(jù)包流式傳輸?shù)紺ODEC端口接口或從其接收數(shù)據(jù)。此外，片上鎖相環(huán)（PLL）和自適應(yīng)時鐘發(fā)生器（ACG）支持USB同步模式，包括異步、同步和自適應(yīng)模式。還具備Inter - IC控制（I2C）串行接口、兩個通用輸入/輸出（GPIO）端口以及脈沖寬度調(diào)制（PWM）輸出。

（三）工藝與兼容性

TUSB3200采用3.3 - V 0.25 μm CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并且CODEC端口接口使用5 - V兼容的輸入/輸出緩沖器，這使得它能夠連接到3.3 - V或5 - V的CODEC設(shè)備，具有很強(qiáng)的兼容性。

二、TUSB3200的特性亮點(diǎn)

（一）USB特性

• 兼容性強(qiáng)：兼容USB規(guī)范版本1.1和USB音頻類規(guī)范1.0，確保了與各種USB設(shè)備的良好適配。
• 高速傳輸：集成的USB收發(fā)器支持12 Mb/s的全速數(shù)據(jù)傳輸，能滿足音頻數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)男枨蟆?/li>
• 靈活配置：支持多達(dá)7個輸入端點(diǎn)和7個輸出端點(diǎn)，且每個端點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸類型、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小、單緩沖或雙緩沖均可編程。
• 同步模式：片上自適應(yīng)時鐘發(fā)生器（ACG）支持等時端點(diǎn)的異步、同步和自適應(yīng)同步模式，可用于為CODEC生成主時鐘，保證音頻數(shù)據(jù)的同步傳輸。

（二）MCU特性

• 標(biāo)準(zhǔn)核心：采用標(biāo)準(zhǔn)的8052 8位核心，軟件兼容8052、8032、80C52、80C53和87C52等MCU，方便開發(fā)者進(jìn)行開發(fā)。
• 內(nèi)存配置：擁有4K字節(jié)的程序內(nèi)存ROM和8K字節(jié)的程序內(nèi)存RAM，以及256字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)內(nèi)存RAM，為程序運(yùn)行和數(shù)據(jù)存儲提供了充足的空間。
• 外設(shè)豐富：具備兩個GPIO端口，可用于連接外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)更多的功能擴(kuò)展。

（三）其他特性

• DMA控制器：四個DMA通道支持將USB音頻數(shù)據(jù)流式傳輸?shù)紺ODEC端口接口或從其接收數(shù)據(jù)，每個通道可支持一個USB等時端點(diǎn)。對于I2S模式，可使用單個或多個USB等時端點(diǎn)支持多個DAC/ADC。
• CODEC端口接口：可配置為支持AC’97 1.X、AC’97 2.X或I2S串行接口格式，I2S模式可支持多達(dá)4個DAC和/或3個ADC的組合，還可配置為通用串行接口。
• I2C接口：作為主設(shè)備接口，不支持多主總線環(huán)境，可編程為100 kbit/s或400 kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速度。
• PWM輸出：可編程頻率范圍從732.4 Hz到93.75 kHz，且可編程占空比，可用于一些需要脈沖信號控制的應(yīng)用。

三、TUSB3200的工作模式

（一）正常模式

在正常模式下，TUSB3200使用內(nèi)部MCU進(jìn)行工作。通過特定的引腳配置和寄存器設(shè)置，實(shí)現(xiàn)USB數(shù)據(jù)的傳輸和處理，以及與CODEC設(shè)備的通信。各個引腳都有其特定的功能，如AVDD提供3.3 - V模擬電源電壓，CSCLK作為CODEC端口接口的串行時鐘等。

（二）外部MCU模式

該模式主要用于固件開發(fā)，使用在線仿真器（ICE）。在這種模式下，TUSB3200的內(nèi)部8052 MCU核心被禁用，GPIO端口用于外部MCU的數(shù)據(jù)、地址和控制信號。外部MCU或ICE可以訪問內(nèi)存映射的IO寄存器、USB配置塊和USB緩沖區(qū)空間。

（三）工廠測試模式

通過設(shè)置特定的引腳狀態(tài)，可以使TUSB3200進(jìn)入工廠測試模式，方便對設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)測試和調(diào)試。

四、TUSB3200的電氣規(guī)格

（一）絕對最大額定值

在不同的參數(shù)方面，TUSB3200都有其絕對最大額定值，如電源電壓范圍、輸入電壓范圍、輸出電壓范圍等。超過這些額定值可能會對設(shè)備造成永久性損壞，因此在使用過程中必須嚴(yán)格遵守。

（二）推薦工作條件

包括數(shù)字電源電壓、模擬電源電壓、輸入電壓、輸出電壓等參數(shù)都有推薦的工作范圍，在這些范圍內(nèi)工作可以保證設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。

（三）電氣特性

在推薦工作條件下，TUSB3200的各項電氣特性都有明確的指標(biāo)，如高電平輸出電壓、低電平輸出電壓、高阻抗輸出電流、輸入電流等。這些特性決定了設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)。

（四）時序特性

不同的信號在不同的工作模式下都有時序要求，如時鐘和控制信號、USB收發(fā)器信號、CODEC端口接口信號、I2C接口信號等。滿足這些時序要求是保證設(shè)備正常工作的關(guān)鍵。

五、TUSB3200的應(yīng)用信息

（一）典型連接

文檔中給出了TUSB3200的典型設(shè)備連接圖，展示了如何將TUSB3200與EEPROM、晶振、CODEC等設(shè)備進(jìn)行連接，為實(shí)際應(yīng)用提供了參考。

（二）內(nèi)存配置

TUSB3200的MCU內(nèi)存分為程序內(nèi)存、外部數(shù)據(jù)內(nèi)存和內(nèi)部數(shù)據(jù)內(nèi)存。在不同的工作模式下，內(nèi)存的使用和映射方式有所不同。例如，在引導(dǎo)加載模式下，8K RAM用于存儲應(yīng)用程序代碼；在正常工作模式下，8K RAM映射到程序內(nèi)存空間，且為只讀。

（三）端點(diǎn)配置

USB端點(diǎn)配置塊用于配置和操作所需的USB端點(diǎn)，每個端點(diǎn)都有相應(yīng)的配置字節(jié)和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。通過合理配置這些端點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)不同類型的數(shù)據(jù)傳輸，如控制傳輸、中斷傳輸、批量傳輸和等時傳輸。

六、總結(jié)

TUSB3200以其豐富的特性、靈活的工作模式和明確的電氣規(guī)格，為USB音頻流控制提供了一個強(qiáng)大而可靠的解決方案。無論是在數(shù)字音頻設(shè)備的設(shè)計，還是在其他需要等時數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用中，TUSB3200都能發(fā)揮重要的作用。作為電子工程師，我們可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，充分利用TUSB3200的各項功能，設(shè)計出更加優(yōu)秀的產(chǎn)品。

大家在使用TUSB3200的過程中，有沒有遇到過什么有趣的問題或者獨(dú)特的應(yīng)用場景呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。