| 新型MP3解码芯片VS1001K及其应用
摘要：VS1001K是芬兰VLSI Solution公司生产的新型MP3解码芯片。该芯片内含高质量的立体声数模转换器（ＤＡＣ）和耳机驱动电路，支持PCM数据输入。它还具有体积小、功耗低、接口简单、价格便宜等优点。文中介绍了VS1001K的引脚排列、内部结构和主要特点。同时重点介绍了VS1001K的SCI控制接口中各寄存器的功能和地址以及SDI数据接口的操作方法。最后给出了VS1001K的应用电路。
关键词：MP3 编码 播放器 VS1001K
１ 引言
目前，ＩＮＴＥＲＮＥＴ网上和便携式播放器所使用的ＭＰ３音频数据压缩方法已经成为一种公认的行业标准了。这种方法以其压缩率高、音质好而迅速风靡全世界。但实际上，许多ＭＰ３播放器的核心就是一片ＭＰ３音频解码芯片。ＶＳ１００１Ｋ是芬兰ＶＬＳＩ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ公司推出的新型ＭＰ３解码芯片。该芯片内含高质量的立体声数模转换器（ＤＡＣ）和耳机驱动电路，它支持ＰＣＭ数据输入，同时具有体积小、功耗低、接口简单、价格便宜等优点。因而有望成为新型ＭＰ３解码器的首选芯片。
２ ＶＳ１００１Ｋ的功能结构
２．１ ＶＳ１００１Ｋ的引脚功能
ＶＳ１００１Ｋ具有两种封装形式：分别为２８脚ＳＯＩＣ双列式和４９脚ＢＧＡ球栅阵列式。图１给出了２８脚ＳＯＩＣ封装的引脚排列图。各引脚的具体功能说明如表１所列。
表1 VS1001K的引脚功能
| 引脚号 |
引脚名称 |
功 能 |
| 1 |
DREQ |
数据请求端口 |
| 2 |
DCLK |
SDI时钟信号输入端 |
| 3 |
SDATA |
SDI数据输入端 |
| 4 |
BSYNC |
字节同步信号端 |
| 5，9，28 |
DVDD |
数字电源 |
| 6，10，27 |
DGND |
数字地 |
| 7 |
XTALO |
时钟信号输出 |
| 8 |
XTALI |
时钟信号输入 |
| 11 |
XCS |
片选，低电平有效 |
| 12 |
SCLK |
SCI时钟输入端 |
| 13 |
SI |
SCI数据输入端 |
| 14 |
SO |
SCI数据输出端 |
| 15～17 |
TEST0 |
备用测试端口 |
| 18，21，25 |
AGND |
模拟地 |
| 19，23 |
AVDD |
模拟电源 |
| 20 |
RIGHT |
右声道音频输出 |
| 22 |
RCAP |
外接电容接入端 |
| 24 |
LEFT |
左声道音频输出 |
| 26 |
XRESET |
电路复位端，低电平有效 |
表2 SCI寄存器功能
| 寄存器名 |
地 址 |
类 型 |
功 能 |
| MODE |
0x00 |
RW |
用于控制VS1001K的操作 |
| STATUS |
0x01 |
RW |
当前VS1001K的状态信息 |
| INT_FCTLH |
0x02 |
- |
内部寄存器，一般不用 |
| CLOCKF |
0x03 |
RW |
控制时钟频率和倍频器 |
| DECODE_TIME |
0x04 |
R |
确定解码时间（单位为秒） |
| AUDATA |
0x05 |
R |
声音数据 |
| WRAM |
0x06 |
W |
用于向程序RAM写入用户程序 |
| WRAMADDR |
0x07 |
W |
为WRAM操作设置基地址 |
| HDAT0 |
0x08 |
R |
读取MP3表头数据 |
| HDAT1 |
0x09 |
R |
读取MP3表头数据 |
| A1ADDR |
0x0A |
RW |
确定用户应用程序的开始地址 |
| VOL |
0x0B |
RW |
用于音量控制，高、低字节分别为左、右声道。音量取值范围为0～FF，0位最大，FF为最小 |
| RESERVED |
0x0C |
- |
保留 |
| A1CTRL[0] |
0x0D |
RW |
用于控制用户应用程序 |
| A1CTRL[1] |
0x0E |
RW |
用于控制用户应用程序 |
２．２ ＶＳ１００１Ｋ的内部结构
ＶＳ１００１Ｋ解码芯片内部集成有ＶＳ ＤＳＰ处理器，同时它还集成有立体声音频ＤＡＣ、立体声耳机放大驱动器、以及程序ＲＯＭ和程序ＲＡＭ等，此外，ＶＳ１００１Ｋ还带有串行的数据接口和控制接口。图２是ＶＳ１００１Ｋ的内部结构原理框图。  ３ ＶＳ１００１Ｋ的工作原理ＶＳ１００１Ｋ主要通过两个串行接口ＳＣＩ和ＳＤＩ来接收外部微处理器传送来控制命令和ＭＰ３数据。其中ＳＣＩ用于接收外部微处理器传送来控制命令，ＳＤＩ用来接收外部微处理器传送的ＭＰ３数据。
３．１ ＳＣＩ控制接口
对ＶＳ１００１Ｋ的控制主要是通过对ＳＣＩ中的１５个１６位寄存器进行操作来实现的。表２所列是ＳＣＩ的１５个１６位寄存器的名称、地址、类型和功能说明。实际上，对ＶＳ１００１Ｋ的主要操作都是通过ＭＯＤＥ寄存器来完成的，表３给出了ＭＯＤＥ寄存器各位的操作功能说明。
表3 MODE寄存器的操作方法
| 位 |
名 称 |
功 能 |
操作说明 |
| 0 |
SM_DIFF |
差分输出控制 |
0为正常，1为左声道反相 |
| 1 |
SM_FFWD |
快进 |
0为正常快速度，1为快进 |
| 2 |
SM_RESET |
软件复位 |
0时不复位，1时复位 |
| 3 |
SM_MP12 |
是否解码MP1和2 |
0为只解MP3，1时解码MP1/2/3 |
| 4 |
SM_PDOWN |
掉电控制 |
0为上电，1为掉电 |
| 5 |
SM_DAC |
数模转换模式控制 |
0为一般MPEG解码，1为PCM解码 |
| 6 |
SM_DACMONO |
立体声数模转换控制 |
0为立体声，1为单声道 |
| 7 |
SM_BASS |
高/低音增强器 |
0为关，1为开 |
| 8 |
SM_DACT |
DCLK触发沿 |
0为从MSB开始，1为从LSB开始 |
| 9 |
SM_BYTEORD |
字节传送顺序 |
0为上升沿，1为降沿 |
| 10 |
SM_IBMODE |
工作模式 |
0为从模式，1为主模式 |
| 11 |
SM_IBCLK |
VS1001K在主模式工作时，用于DCLK频率设置 |
0时选512kHz，1时选1024kHz |
ＳＣＩ和外部微处理器的通讯协议包括指令字节、地址字节和１６位字三部分。其中指令字节取０Ｘ０３时为读寄存器，取０Ｘ０２时为写寄存器；地址字节的主要用途是确定地址寄存器的地址，其范围为０Ｘ００～０Ｘ０Ｅ．而１６位字则用于指向指定寄存器写入或读出的值。图３所示是ＳＣＩ寄存器的读写操作时序。
３．２ ＳＤＩ数据接口
当外部微处理器通过ＳＤＩ接口向ＶＳ１００１Ｋ传送ＭＰ３数据时，在ＭＯＤＥ寄存器的不同设定下，ＳＤＩ可工作在主、从两种模式。
当ＳＤＩ在主模式下工作时，其ＤＣＬＫ信号由ＶＳ１００１Ｋ内部产生（具体是５１２ｋＨｚ还是１０２４ｋＨｚ由ＭＯＤＥ寄存器的ＳＭ ＩＢＣＬＫ位决定），而当ＳＤＩ工作在从模式时，ＤＣＬＫ由外部输入。
ＳＤＩ通常以字节为单位来进行数据传送，并在ＤＣＬＫ的上升沿或下降沿（具体由ＭＯＤＥ寄存器的ＳＭ＿ＤＡＣＴ位决定）将ＳＤＡＴＡ数据信号输入。数据传送时采用高位在前还是低位在前是由ＭＯＤＥ寄存器的ＳＭ ＤＡＣＴ位来决定的。ＳＤＩ采用ＢＳＹＮＣ信号来确保数据传送时不出现错位的情况。 图3、图4 当ＳＤＩ在从模式下接收数据时，如果片内ＦＩＦＯ还有足够的空间，ＶＳ１００１Ｋ会发出一个高电平ＤＲＥＱ数据请求信号，以表示可以接收至少３２个字节的ＭＰ３数据。 ４ ＶＳ１００１Ｋ的应用
图４是ＶＳ１００１Ｋ通过ＳＤＩ和ＳＣＩ接口与外部微处理器进行连接的应用电路。从图中可见，由于ＶＳ１００１Ｋ解码器在其芯片内部已经集成了数模转换器和耳机音频驱动电路，因而其外围电路十分简单。实际上，图４电路已经对ＶＳ１００１Ｋ与微处理器的接口电路进行了优化。
关于读写ＳＣＩ的寄存器或向ＳＤＩ传送ＭＰ３数据的软件编程，对于不同的外部微处理器，其软件编程可能会有所不同。但都不是很复杂。限于篇幅，本文不再赘述。 (综合电子论坛) | 
