概述
ADAU1452/ADAU1451/ADAU1450是獲得汽車認(rèn)證的音頻處理器，數(shù)字信號(hào)處理能力遠(yuǎn)超早先的SigmaDSP ^?^ 器件。 其硬件架構(gòu)經(jīng)過(guò)重構(gòu)，針對(duì)高效音頻處理做了優(yōu)化。 音頻處理算法采用逐樣本和逐模塊范式實(shí)現(xiàn)，它們可在信號(hào)處理流程中同時(shí)執(zhí)行，方法是使用圖形編程工具SigmaStudio ^?^ 。 與前幾代SigmaDSP所需的指令相比，重構(gòu)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)內(nèi)核架構(gòu)能以大幅精簡(jiǎn)的指令執(zhí)行某類音頻處理算法，從而極大地改善代碼效率。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADAU1452 ADAU1451 ADAU1450 SigmaDSP數(shù)字音頻處理器技術(shù)手冊(cè).pdf

1.2 V、32位DSP內(nèi)核的工作頻率最高可達(dá)294.912 MHz，每樣本以48 kHz標(biāo)準(zhǔn)采樣速率執(zhí)行最多6144條指令。 另外，除了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)速率，還提供各種寬范圍采樣速率。 整數(shù)PLL和靈活的時(shí)鐘發(fā)生器硬件可同時(shí)生成最多15個(gè)音頻采樣速率。 這些時(shí)鐘發(fā)生器與靈活的硬件音頻路由矩陣結(jié)合，使ADAU1452/ADAU1451/ADAU1450成為理想的音頻集線器，極大地簡(jiǎn)化了復(fù)雜的多速率音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

ADAU1452/ADAU1451/ADAU1450集成高度可配置的串行端口、S/PDIF接口（ADAU1452和ADAU1451上）和多功能輸入/輸出引腳，可連接廣泛的ADC、DAC、數(shù)字音頻器件、放大器和控制電路。 這些器件針對(duì)性地集成了抽取濾波器，能直接連接PDM輸出型MEMS麥克風(fēng)。

獨(dú)立的從機(jī)器件和主機(jī)I^2^C/SPI控制端口不但允許通過(guò)外部主機(jī)器件對(duì)ADAU1452/ADAU1451/ADAU1450進(jìn)行編程和配置，而且作為主機(jī)還允許直接編程和配置外部從機(jī)器件。 利用此靈活性，再加上自引導(dǎo)功能，即可設(shè)計(jì)出獨(dú)立系統(tǒng)，無(wú)需外部輸入即可正常工作。

高能效DSP內(nèi)核執(zhí)行整個(gè)程序，其功耗僅為幾百mW，甚至在溫度超過(guò)100℃的最差情況下，也可在最高程序負(fù)載下運(yùn)行，同時(shí)功耗低于一瓦特。ADAU1452/ADAU1451/ADAU1450具有相對(duì)較低的功耗和小尺寸，是代替體積較大的通用DSP器件的理想選擇——后者在相同的處理負(fù)載下功耗更高。

ADAU1452、ADAU1451和ADAU1450的區(qū)別

該器件的三種型號(hào)通過(guò)存儲(chǔ)器、DSP內(nèi)核頻率、S/PDIF接口的可用性以及ASRC配置加以區(qū)分。

由于ADAU1450不包含S/PDIF接收器和發(fā)射器，所以其SPDIFIN和SPDIFOUT引腳無(wú)效。 此外，ADAU1450中任何與S/PDIF輸入或輸出相關(guān)的寄存器設(shè)置在其工作時(shí)均無(wú)效。

同樣，由于ADAU1450不包含ASRC，所以ADAU1450中任何與ASRC相關(guān)的寄存器設(shè)置在其工作時(shí)均無(wú)效。

應(yīng)用

• 汽車音頻處理
  • 音響主機(jī)
  • 導(dǎo)航系統(tǒng)
  • 后座娛樂(lè)系統(tǒng)
  • DSP 放大器（音響系統(tǒng)放大器）
• 商用和專業(yè)音頻處理
• 消費(fèi)電子音頻處理
  特性
• 通過(guò)汽車應(yīng)用認(rèn)證
• 完全可編程音頻DSP，可改善聲音處理性能
• 可利用專有圖形編程工具SigmaStudio開發(fā)自定義信號(hào)流程
• 最高 294.912 MHz、32 位 SigmaDSP 內(nèi)核(1.2 V)
  • 48 kHz 時(shí)每樣本最多 6144 個(gè) SIMD 指令
  • 高達(dá) 40 k 字參數(shù)/數(shù)據(jù) RAM
  • 48 kHz 時(shí)數(shù)字音頻延遲池最高 800 ms
• 音頻輸入/輸出和路由
  • 4 個(gè)串行輸入端口，4 個(gè)串行輸出端口
  • 48通道、32 位數(shù)字輸入/輸出，采樣速率高達(dá) 192 kHz
  • 用于 TDM、I^2^S、左對(duì)齊和右對(duì)齊格式、以及 PCM 的靈活配置
  • 多達(dá) 8 個(gè)立體聲 ASRC，比率范圍從 1:8 到 7.75:1 和 139 dB DNR
  • 立體聲 S/PDIF 輸入和輸出
  • 四個(gè) PDM 麥克風(fēng)輸入通道
  • 多通道、字節(jié)可尋址、TDM 串行端口
• 時(shí)鐘振蕩器可從晶振產(chǎn)生主時(shí)鐘
• 整數(shù) PLL 和靈活的時(shí)鐘發(fā)生器
• 集成裸片溫度傳感器

框圖

引腳配置描述

工作原理

系統(tǒng)框圖

圖13. 系統(tǒng)框圖及外部組件連接示例

概述

ADAU1452/ADAU1451/ADAU1450是增強(qiáng)型音頻處理器，擁有48個(gè)輸入和輸出通道。它們包括用于在各種輸入、輸出、SigmaDSP內(nèi)核以及集成采樣率轉(zhuǎn)換器之間進(jìn)行音頻信號(hào)硬件路由的選項(xiàng)。

SigmaDSP內(nèi)核具備完整的32位處理能力，在雙精度模式下采用80位算術(shù)邏輯單元（ALU）。通過(guò)四倍乘法累加器（MAC）數(shù)據(jù)路徑，ADAU1452/ADAU1451每秒可執(zhí)行超過(guò)12億次MAC操作，使SigmaDSP系列產(chǎn)品中的前代處理器具備遠(yuǎn)超其能力的處理性能。強(qiáng)大的DSP內(nèi)核能夠在標(biāo)準(zhǔn)48kHz采樣率下處理3000個(gè)雙精度基帶濾波器或24000個(gè)FIR濾波器抽頭。

ADAU1452 - 150/ADAU1450具備ADAU1450的一半處理能力。其他特性包括同步參數(shù)加載，以確保濾波器穩(wěn)定性和與SigmaStudio軟件的100%代碼兼容性。SigmaStudio音頻處理算法庫(kù)使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠通過(guò)揚(yáng)聲器均衡、多頻段壓縮、限幅和第三方品牌算法，補(bǔ)償實(shí)際揚(yáng)聲器、放大器和聆聽環(huán)境中的各種因素。

輸入音頻路由矩陣和輸出音頻路由矩陣允許用戶對(duì)來(lái)自多個(gè)源的輸入進(jìn)行多路復(fù)用，這些源可以以不同的采樣率運(yùn)行，然后將其傳遞到所需的硬件輸出端。這種多路復(fù)用極大地降低了信號(hào)路由和時(shí)鐘問(wèn)題在音頻系統(tǒng)中的復(fù)雜性。音頻子系統(tǒng)包括多達(dá)八個(gè)立體聲ASRC（具體取決于設(shè)備型號(hào)：ADAU1452/ADAU1451上有輸入和輸出，ADAU1450上僅有輸出），以及串行（I2S）和TDM（時(shí)分復(fù)用）輸入/輸出。這些輸入中的任何一個(gè)都可以路由到SigmaDSP內(nèi)核或任何ASRC（ADAU1450除外，其沒(méi)有ASRC）。同樣，輸出信號(hào)可以從SigmaDSP內(nèi)核、任何ASRC輸出、串行輸入、PDM麥克風(fēng)或S/PDIF接收器獲取。這種路由方案可通過(guò)矩陣控制寄存器隨時(shí)修改，從而在無(wú)需更改硬件設(shè)計(jì)的情況下實(shí)現(xiàn)最大的系統(tǒng)靈活性。
兩個(gè)串行輸入端口和兩個(gè)串行輸出端口可以成對(duì)在一種特殊靈活的TDM模式下工作，這允許用戶獨(dú)立于不同比特深度的音頻流，在特定字節(jié)位置進(jìn)行操作。這種模式確保了與使用類似靈活TDM結(jié)構(gòu)的編解碼器的兼容性。

DSP內(nèi)核針對(duì)音頻處理進(jìn)行了優(yōu)化，能夠以高達(dá)192kHz的采樣率處理音頻。程序和參數(shù)/數(shù)據(jù)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）可以加載使用亞德諾半導(dǎo)體（Analog Devices）公司的SigmaStudio圖形化編程軟件構(gòu)建的自定義音頻處理信號(hào)流，該軟件可從www.analog.com獲取。存儲(chǔ)在參數(shù)RAM中的值能夠控制各個(gè)信號(hào)處理模塊，例如無(wú)限沖激響應(yīng)（IIR）和有限沖激響應(yīng)（FIR）濾波器、動(dòng)態(tài)處理器、音頻延遲以及混音器電平。軟件安全加載功能允許透明的參數(shù)更新，并防止輸出信號(hào)出現(xiàn)爆音。

諸如內(nèi)存奇偶校驗(yàn)和程序計(jì)數(shù)器監(jiān)控等可靠性特性，有助于確保系統(tǒng)能夠檢測(cè)并從與內(nèi)存損壞相關(guān)的任何錯(cuò)誤中恢復(fù)。

在ADAU1452/ADAU1451上，S/PDIF流中的音頻數(shù)據(jù)可以路由到ASRC進(jìn)行DSP處理，或直接發(fā)送到多功能引腳（MXP）以恢復(fù)嵌入的音頻信號(hào)。流中的其他組件，包括狀態(tài)位和用戶位，不會(huì)丟失，并且可以在MXP引腳上輸出。用戶還可以獨(dú)立于嵌入在S/PDIF音頻發(fā)射器輸出信號(hào)中的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。

14個(gè)MXP引腳可用于為外部微控制器提供簡(jiǎn)單的用戶界面或作為通用輸入/輸出（GPIO）。這些MXP引腳可用于輸入外部控制信號(hào)和輸出標(biāo)志及控制其他系統(tǒng)中的設(shè)備。例如，MXP引腳可以連接到按鈕、開關(guān)、旋轉(zhuǎn)編碼器或其他外部控制電路，以控制內(nèi)部信號(hào)處理程序。當(dāng)配置為輸出時(shí)，這些引腳可用于驅(qū)動(dòng)緩沖器中的LED、控制外部微控制器、其他控制IC，或?qū)⑤敵鲂盘?hào)連接到應(yīng)用中的電路。此外，還有六個(gè)專用模擬引腳（AUXADC5至AUXADC0），用作模擬控制的輔助輸入或電壓。