CRD48L10-4in4out評估板：音頻DSP系統(tǒng)的全面解析

在音頻處理領域，Cirrus Logic的CRD48L10-4in4out評估板為工程師們提供了一個強大的平臺，用于評估CS48L10 DSP及相關模擬半導體在完整音頻子系統(tǒng)中的性能。今天，我們就來詳細探討一下這款評估板的各個方面。

文件下載：CRD48L10-4IN4OUT.pdf

1. 評估板概述

1.1 需求與配置

使用CRD48L10-4in4out評估板，我們需要滿足一些基本要求。PC方面，需要運行Microsoft Windows (XP^{TM}) 或Windows 7?操作系統(tǒng)，并且具備USB 2.0支持。軟件上，需要Cirrus DSP軟件開發(fā)工具包。硬件方面，需要數(shù)字或模擬音頻源，如DVD播放器、帶有數(shù)字音頻卡的PC，還需要用于音頻播放的揚聲器或耳機。在布線方面，數(shù)字音頻輸入需要TOSLINK光學或同軸電纜，模擬音頻輸入則需要1/8”立體聲插頭麥克風或線路輸入電纜。

評估板套件包含了多種組件，如Cirrus Logic CRD48L10板、MCU用戶界面板、CDB-MCU-DEBUG板，以及各種電纜和適配器。這些組件共同構成了一個完整的音頻評估環(huán)境。

1.2 主板主要組件

主板上的主要組件包括CS48L10 DSP、CS42L73超低功耗編解碼器、CS35L01單聲道D類放大器、CS8416 S/PDIF接收器、CS8406 S/PDIF發(fā)射器以及Silicon Labs? C8051F930 MCU。其中，Silicon Labs MCU負責處理SPI、I2C和GPIO以控制板上組件。通過將CDB-MCU-DEBUG加密狗連接到JP2頭，還可以實現(xiàn)對DSP的USB控制。

2. 輸入輸出規(guī)格

2.1 音頻輸入

評估板提供了多種音頻輸入方式：

• 模擬線路輸入：使用1/8英寸（3.5mm）立體聲母頭連接器，絕對最大信號電平為+2.1 V，絕對最小信號電平為–0.3 V，滿量程幅度（PGA VOL = 0 dB）為1.44 Vpp。
• 模擬麥克風輸入：同樣是1/8英寸（3.5mm）立體聲母頭連接器，不同增益設置下有不同的滿量程幅度。
• 光數(shù)字輸入：采用光纖迷你TOSLINK RX用于數(shù)字音頻。
• 同軸數(shù)字輸入：1/8英寸（3.5mm）立體聲母頭連接器，絕對最大信號電平為+3.6 V。
• 數(shù)字麥克風輸入：0.1英寸公頭連接器。
• I2S數(shù)字輸入：0.1英寸公頭連接器，絕對最大信號電平為+6.5 V。

2.2 音頻輸出

音頻輸出也有多種選擇：

• 模擬線路電平輸出：1/8英寸（3.5mm）立體聲母頭連接器，滿量程輸出為2.9 Vpp。
• 耳機輸出：1/8英寸（3.5mm）立體聲母頭連接器，滿量程輸出為1.5 Vpp，功率為2x 17 mW（(THD+N=-60 ~dB)），最小負載為16歐姆。
• 耳麥輸出：100-MIL公頭（2x1），滿量程差分輸出為2.3 Vpp（數(shù)字音量 = –2.5 dB），功率為0.51 W（(THD+N=-60 ~dB)），最小負載為16歐姆。
• 揚聲器電話左輸出：100-MIL公頭（2x1），滿量程差分輸出為5.8 Vpp（數(shù)字音量 = –5.5 dB），功率為0.53 W（(THD+N=-62 ~dB)），最小負載為8歐姆。
• 揚聲器電話右輸出：100-MIL公頭（2x1），滿量程差分輸出為7.2 Vpp（數(shù)字音量 = –3.5 dB），功率為1.0 W（(THD+N=-74 ~dB)），最小負載為4歐姆。
• I2S數(shù)字輸出：100-MIL公頭（6x2），最大信號電平為+V_PROBE。

2.3 數(shù)字控制探測點

這些探測點用于對DSP和編解碼器進行控制和調試，包括DSP控制、DSP調試、DSP中斷、編解碼器復位、編解碼器I2C、編解碼器中斷和主時鐘等。每個探測點都有特定的連接器類型和信號電平要求。

2.4 其他接口

評估板還提供了USB電源輸入、輸入按鈕（S1）、MCU用戶界面頭、按鈕和旋鈕、MCU調試C-2編程頭以及電流測量點等接口。其中，輸入按鈕S1用于改變音頻輸入源，按鈕和旋鈕用于控制MCU。

3. 獨立模式

3.1 S1按鈕控制（無LCD）

在這種模式下，我們可以通過S1按鈕選擇音頻輸入源。默認情況下，會從板載FLASH U9播放MP3。按下S1按鈕，輸入源會在FLASH、LINE IN、MIC 1 & 2、S/PDIF之間循環(huán)切換。每個輸入源都有相應的LED指示燈，除了FLASH播放時沒有輸入LED亮起。

3.2 MCU UI控制

當使用MCU用戶界面板時，可以進行更復雜的配置。上電后，LCD會顯示當前板載C8051F930 MCU的版本。MCU會嘗試從SPI FLASH讀取微電容圖像，如果失敗會顯示“DSP Boot Failed!”。通過按鈕和旋鈕，我們可以在多個菜單中進行選擇，包括項目菜單、快照菜單、音頻輸入源菜單、時鐘源菜單和I2C控制源菜單。

4. 快速啟動

4.1 跳線設置

部分100-MIL公頭需要安裝分流器才能使評估板正常工作。默認的跳線設置包括P15、P16安裝以提供+1v8電源，J8、J9、P2安裝以提供+1v0電源。

4.2 供電

評估板通過USB1連接器供電，可以使用USB-A到USB Mini-B電纜從PC或USB充電適配器獲取電源。不過，USB1連接器不提供對評估板的USB控制。

4.3 音頻監(jiān)控

默認情況下，評估板的所有音頻輸出都是活動的。我們可以將任意輸出連接到具有兼容阻抗特性的揚聲器或耳機上進行音頻監(jiān)控。

4.4 音頻輸入源選擇

可以使用S1按鈕或旋鈕來選擇音頻輸入源，具體輸入選項在前面的獨立模式部分已經介紹過。

4.5 USB控制

要實現(xiàn)對評估板的USB控制，需要將CDB-MCU-DEBUG板連接到JP2。

5. 使用DSP Composer?

通過CDB-MCU-DEBUG板，我們可以使用DSP Composer?應用程序控制評估板。評估板有三個.cpa啟動項目，分別是模擬直通項目、S/PDIF直通項目和S/PDIF + LINE-IN項目。

6. 更新MCU圖像

6.1 檢查MCU代碼版本

上電時，MCU會顯示其代碼版本。我們可以將板上的MCU代碼版本與SDK中包含的版本進行比較，以確定是否需要更新。

6.2 編程MCU

通過點擊“Start > All Programs > CirrusDSP > CS48LXX > Program crd48l10_rev_0xHHHH.hex”啟動批處理文件，按照提示連接電纜并按下任意鍵，即可完成MCU的編程。

7. 創(chuàng)建和加載FLASH圖像

7.1 生成可交付成果

使用micro-condenser創(chuàng)建獨立二進制圖像的過程包括打開所需的.cpa文件，驗證音頻輸出，選擇“Tools > Generate Deliverables”生成到指定文件夾，并重復此過程處理所有所需的.cpa文件。

7.2 創(chuàng)建閃存圖像并編程

通過打開CDM，在控制臺中運行相關腳本創(chuàng)建閃存圖像文件，并驗證編程是否成功。

8. 編程MP3 FLASH

按照CDB-MCU-DEBUG控制器用戶手冊中的說明配置評估板，在命令控制臺中運行“program_spi_flashA.bat ”腳本，將MP3圖像編程到FLASH中。編程完成后，控制臺應顯示“Image validated by read/compare”。

9. 主引導使用

9.1 SPI主引導

在DSP Composer中，設置“Board comm mode”為“Master SPI”，選擇適當?shù)腟CP模式，確保選中“Use JP2 board control header”復選框，選擇閃存類型，然后按下“Go”，即可完成閃存編程和主引導。

9.2 I2C主引導

I2C主引導在CRD48L10_4in4out上不支持。

10. 外部控制

10.1 外部控制CS48L10 DSP

通過將TP15的9和10引腳短接，可以使用外部MCU配置DSP?？刂平涌诘碾妷弘娖接?VPROBE電壓軌控制，可以通過移動跳線J15進行調整。

10.2 外部控制CRD48L10-4in4out音頻子系統(tǒng)

評估板上的其他組件，如CS42L73、CS8416、CS8406和板載振蕩器，可以通過I2C總線進行配置。通過LCD菜單可以禁用板載振蕩器。

11. 功率測量

評估板提供了電流測量點，可以測量CS48L10、CS42L73和整個評估板的電流。通過測量電壓并使用相應的公式，可以將電壓讀數(shù)轉換為電流值。

12. 使用模擬MEMS麥克風

評估板默認配置為與ECM麥克風配合使用。如果要使用模擬MEMS麥克風，需要移除J8和J9跳線。評估板包含兩種類型的模擬MEMS子卡，用戶可以安裝匹配的麥克風并連接到評估板。

13. 與Telit GSM模塊接口

Cirrus提供了一個特殊的適配器板，用于將CRD48L10的VSP端口連接到Telit無線模塊，以模擬手機通信。

14. 設計文件

評估板的設計文件包含在crd48l10_4in_4out.exe安裝程序中，包括原理圖、布局、BOM等文件。

總之，CRD48L10-4in4out評估板為音頻工程師提供了一個功能豐富、靈活可配置的平臺，能夠滿足各種音頻處理的評估和開發(fā)需求。大家在使用過程中遇到過哪些有趣的問題或挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。