CDB42L51評(píng)估板：CS42L51編解碼器評(píng)估的得力助手

在音頻處理領(lǐng)域，對(duì)編解碼器的評(píng)估是確保產(chǎn)品性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。CDB42L51評(píng)估板作為評(píng)估CS42L51編解碼器的專(zhuān)業(yè)工具，為電子工程師提供了全面且便捷的評(píng)估方案。下面，我們就來(lái)深入了解一下這款評(píng)估板的特點(diǎn)、功能及使用方法。

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一、CDB42L51評(píng)估板概述

CDB42L51評(píng)估板是評(píng)估CS42L51編解碼器的理想選擇。它提供了豐富的數(shù)字音頻信號(hào)接口，并采用FPGA實(shí)現(xiàn)輕松配置。評(píng)估時(shí)需要模擬/數(shù)字信號(hào)源、分析儀以及電源，還可使用Windows PC兼容的計(jì)算機(jī)以軟件模式進(jìn)行評(píng)估。其系統(tǒng)定時(shí)可由CS8415、帶主時(shí)鐘的CS42L51或連接DSP的I/O插針提供。

二、硬件特性

1. 電源供應(yīng)

評(píng)估板通過(guò)+5.0 V接線柱供電。跳線可將編解碼器的電源連接到+1.8 V、2.5 V或+3.3 V的穩(wěn)壓電壓（VL），以及+1.8 V或2.5 V的VD、VA和VA_HP。所有電壓輸入都需參考黑色接線柱接地連接器。為測(cè)量電流，每個(gè)電源都連接了一個(gè)串聯(lián)電阻，通過(guò)測(cè)量電阻兩端的電壓降可輕松計(jì)算電流。但在正常運(yùn)行時(shí)，與這些電阻并聯(lián)的插針必須用跳線短接。需要注意的是，允許的電壓水平請(qǐng)參考CS42L51數(shù)據(jù)手冊(cè)。

2. 接地與電源去耦

CS42L51對(duì)電源和接地安排要求嚴(yán)格，以?xún)?yōu)化性能。CDB42L51展示了最佳的安排方式。其去耦電容盡可能靠近CS42L51，評(píng)估板中大量使用接地平面填充，可大幅降低輻射噪聲。

3. FPGA

FPGA負(fù)責(zé)在CS42L51、CS8406、CS8415和I/O插針之間進(jìn)行數(shù)字信號(hào)路由。它還能配置CS8406和CS8415的硬件模式選項(xiàng)，并控制來(lái)自板載振蕩器、CS8415和I/O插針的系統(tǒng)主時(shí)鐘路由。通過(guò)Cirrus FlexGUI軟件和“FPGA H/W Control”開(kāi)關(guān)，可全面控制FPGA的路由和配置選項(xiàng)。

4. CS42L51音頻編解碼器

CS42L51可通過(guò)Cirrus FlexGUI或板載“CS42L51 H/W Control”開(kāi)關(guān)進(jìn)行配置。軟件模式控制端口寄存器可通過(guò)Cirrus FlexGUI軟件的“Register Maps”選項(xiàng)卡訪問(wèn)，該選項(xiàng)卡提供了對(duì)每個(gè)位的低級(jí)控制。為便于配置，其他選項(xiàng)卡還提供了高級(jí)控制。硬件模式下，CS42L51的獨(dú)立控制可通過(guò)板載獨(dú)立開(kāi)關(guān)“CS42L51 H/W Control”訪問(wèn)。

5. CS8406數(shù)字音頻發(fā)射機(jī)

CS8406將CS42L51生成的PCM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的S/PDIF數(shù)據(jù)流，并將該信號(hào)路由到光學(xué)和RCA連接器。它僅工作在從模式，接受128xFs或256xFs主時(shí)鐘，可采用左對(duì)齊或I2S接口格式。其選擇可通過(guò)Cirrus FlexGUI軟件的“General Configurations”選項(xiàng)卡或板載“FPGA H/W Control”開(kāi)關(guān)在FPGA的控制端口進(jìn)行。

6. CS8415數(shù)字音頻接收機(jī)

CS8415將來(lái)自光學(xué)或RCA連接器的輸入S/PDIF數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為PCM數(shù)據(jù)供CS42L51使用。它可工作在主模式或從模式，生成256xFs主時(shí)鐘，也可采用左對(duì)齊或I2S接口格式。同樣，其選擇可通過(guò)上述方式在FPGA的控制端口進(jìn)行。

7. 振蕩器

板載振蕩器提供系統(tǒng)主時(shí)鐘之一。其選擇可通過(guò)Cirrus FlexGUI軟件的“General Configurations”選項(xiàng)卡或板載“FPGA H/W Control”開(kāi)關(guān)在FPGA的控制端口進(jìn)行。振蕩器安裝在引腳插座中，便于拆卸或更換，還安裝了額外的插座，可選擇使用全尺寸或半尺寸的振蕩器。

8. I/O插針

評(píng)估板設(shè)計(jì)了通過(guò)串口插針（參考編號(hào)J5）和控制端口插針“CS42L51 S/W Control”與外部系統(tǒng)接口。串口插針可訪問(wèn)與DSP接口所需的串行音頻信號(hào)，其選擇可在FPGA的控制端口進(jìn)行?？刂贫丝诓遽樛ㄟ^(guò)移除“PC”位置的所有分流跳線，可雙向訪問(wèn)SPI?/I2C?控制端口信號(hào)，用戶(hù)可選擇連接帶狀電纜到“CONTROL”位置，以便在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的用戶(hù)應(yīng)用中操作CS42L51。

9. 模擬輸入

RCA連接器通過(guò)交流耦合無(wú)源濾波器提供線路電平模擬輸入，這些輸入信號(hào)可驅(qū)動(dòng)到CS42L51的單個(gè)輸入或所有輸入。麥克風(fēng)可連接到1/8英寸插孔MIC1和MIC2。為適應(yīng)CS42L51某些輸入引腳的麥克風(fēng)偏置輸出，還提供了額外的插針，用于將輸入音頻信號(hào)和輸出偏置信號(hào)多路復(fù)用到CS42L51或從其輸出。

10. 模擬輸出

RCA連接器直接連接到CS42L51的輸出，用于評(píng)估以地為中心的模擬輸出。右聲道和左聲道插針可選擇將經(jīng)過(guò)無(wú)源濾波的輸出連接到RCA連接器。為評(píng)估CS42L51對(duì)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)能力，16 Ω HP負(fù)載插針將模擬輸出連接到16 Ω負(fù)載。耳機(jī)也可連接到1/8英寸插孔，連接耳機(jī)時(shí)，應(yīng)通過(guò)移除每個(gè)插針上的跳線斷開(kāi)16 Ω負(fù)載電阻。此外，模擬輸出之一可通過(guò)“Speaker”插針連接到揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)紅色和黑色香蕉插孔驅(qū)動(dòng)單聲道揚(yáng)聲器。

11. 獨(dú)立開(kāi)關(guān)

“FPGA H/W Control”和“CS42L51 H/W Control”開(kāi)關(guān)控制所有硬件模式選項(xiàng)。

12. USB和RS - 232控制端口連接器

CDB42L51提供圖形用戶(hù)界面（GUI），可通過(guò)USB和RS - 232連接器與評(píng)估板接口，控制所有軟件模式選項(xiàng)。只需將電纜從USB或RS - 232連接器連接到PC，啟動(dòng)Cirrus Logic FlexGUI軟件，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)CDB42L51的軟件控制。

三、軟件模式控制

CDB42L51可與基于Microsoft? Windows的FlexGUI圖形用戶(hù)界面配合使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)CS42L51和FPGA寄存器的軟件控制。最新控制軟件可從www.cirrus.com/msasoftware下載。設(shè)置FlexGUI的步驟如下：

1. 按網(wǎng)站說(shuō)明下載并安裝FlexGUI軟件。
2. 連接并向+5.0 V接線柱供電。
3. 使用9針串口或USB電纜將CDB連接到主機(jī)PC。
4. 啟動(dòng)Cirrus FlexGUI，成功啟動(dòng)后，所有寄存器將設(shè)置為默認(rèn)復(fù)位狀態(tài)。
5. 按下“Enable CS42L51”按鈕啟用CS42L51。
6. 點(diǎn)擊“Update”按鈕刷新GUI，此時(shí)所有寄存器的默認(rèn)狀態(tài)可見(jiàn)。
7. 在“CODEC Basic Configurations”組中按下并釋放“Power Down”按鈕，為軟件模式操作對(duì)CS42L51執(zhí)行必要的寫(xiě)入序列。

   標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置

8. 在“General Configurations”選項(xiàng)卡中按需設(shè)置信號(hào)路由。
9. 在“CODEC Configurations”、“ADC Volume Controls”或“DAC Volume Controls”選項(xiàng)卡中按需設(shè)置CS42L51。
10. 開(kāi)始評(píng)估CS42L51。

    快速設(shè)置

    也可通過(guò)加載預(yù)定義的示例腳本文件來(lái)配置CDB42L51：

11. 在文件菜單中點(diǎn)擊“Restore Board Registers...”
12. 瀏覽到BoardsCDB42L51Scripts。
13. 選擇任何一個(gè)提供的腳本開(kāi)始評(píng)估。

    創(chuàng)建個(gè)人腳本文件

14. 在文件菜單中點(diǎn)擊“Save Board Registers...”
15. 輸入能充分描述所創(chuàng)建設(shè)置的名稱(chēng)。
16. 選擇所需位置并保存腳本。
17. 加載此腳本時(shí)，按上述步驟11操作。

各選項(xiàng)卡功能

• General Configuration Tab：提供CDB42L51上信號(hào)路由的高級(jí)控制，還包括CS42L51的基本控制，用于快速設(shè)置簡(jiǎn)單配置。狀態(tài)文本顯示編解碼器的具體配置，會(huì)根據(jù)相關(guān)控制的設(shè)置而變化。
• CODEC Configuration Tab：提供CS42L51所有設(shè)置配置的高級(jí)控制，狀態(tài)文本顯示編解碼器的具體配置。
• ADC Volume Controls Tab：提供CS42L51 ADC中所有音量設(shè)置的高級(jí)控制，狀態(tài)文本顯示編解碼器的具體配置。
• DAC Volume Controls Tab：提供CS42L51 DAC中所有音量設(shè)置的高級(jí)控制，狀態(tài)文本顯示編解碼器的具體配置。
• Register Maps Tab：提供CS42L51單個(gè)寄存器設(shè)置的低級(jí)控制，可按位或按字節(jié)修改寄存器值。

四、硬件模式控制

CDB可通過(guò)“FPGA H/W Control”和“CS42L51 H/W Control”兩個(gè)開(kāi)關(guān)在不使用軟件控制端口的情況下進(jìn)行配置。這些開(kāi)關(guān)僅在硬件模式下啟用，軟件模式下被忽略。CDB42L51在初始上電或退出軟件模式（如終止Cirrus FlexGUI軟件或斷開(kāi)RS - 232串口電纜）時(shí)自動(dòng)進(jìn)入硬件模式。

1. FPGA H/W Control

“FPGA H/W Control”開(kāi)關(guān)在硬件模式下設(shè)置CDB的11種預(yù)定義路由拓?fù)?。通過(guò)表格和圖形可了解每個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)置的詳細(xì)信息。

2. CS42L51 H/W Control

“CS42L51 H/W Control”獨(dú)立開(kāi)關(guān)控制CS42L51的硬件模式選項(xiàng)，不同開(kāi)關(guān)位置對(duì)應(yīng)不同功能。

五、系統(tǒng)連接和跳線

評(píng)估板提供了多種連接器和跳線，用于連接各種信號(hào)源和負(fù)載，實(shí)現(xiàn)不同的功能。具體的系統(tǒng)連接和跳線設(shè)置可參考文檔中的表格。

六、注意事項(xiàng)

雖然CS42L51支持+1.8 V和+2.5 V的VL電源供應(yīng)水平，但CDB42L51不支持這些水平。因此，為確保電路板正常運(yùn)行，插針J31（VL）必須設(shè)置為+3.3 V。這一限制僅由于CDB42L51的硬件設(shè)計(jì)，CS42L51允許的電壓水平在其數(shù)據(jù)手冊(cè)中有規(guī)定。

CDB42L51評(píng)估板為CS42L51編解碼器的評(píng)估提供了全面且靈活的解決方案。無(wú)論是硬件模式還是軟件模式，都能滿(mǎn)足工程師對(duì)編解碼器性能評(píng)估的需求。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)具體需求選擇合適的配置方式，深入了解CS42L51的性能特點(diǎn)。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)什么特別的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。