概述
ADAU1452/ADAU1451/ADAU1450是獲得汽車認(rèn)證的音頻處理器，數(shù)字信號處理能力遠超早先的SigmaDSP ^?^ 器件。 其硬件架構(gòu)經(jīng)過重構(gòu)，針對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現(xiàn)，它們可在信號處理流程中同時執(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)字信號處理器(DSP)內(nèi)核架構(gòu)能以大幅精簡的指令執(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.pdf

1.2 V、32位DSP內(nèi)核的工作頻率最高可達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和靈活的時鐘發(fā)生器硬件可同時生成最多15個音頻采樣速率。 這些時鐘發(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，極大地簡化了復(fù)雜的多速率音頻系統(tǒng)設(shè)計。

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)。

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

高能效DSP內(nèi)核執(zhí)行整個程序，其功耗僅為幾百mW，甚至在溫度超過100℃的最差情況下，也可在最高程序負(fù)載下運行，同時功耗低于一瓦特。ADAU1452/ADAU1451/ADAU1450具有相對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

該器件的三種型號通過存儲器、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)置在其工作時均無效。

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)置在其工作時均無效。

應(yīng)用

• 汽車音頻處理
  • 音響主機
  • 導(dǎo)航系統(tǒng)
  • 后座娛樂系統(tǒng)
  • DSP 放大器（音響系統(tǒng)放大器）
• 商用和專業(yè)音頻處理
• 消費電子音頻處理
  特性
• 通過汽車應(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)自定義信號流程
• 最高 294.912 MHz、32 位 SigmaDSP 內(nèi)核(1.2 V)
  • 48 kHz 時每樣本最多 6144 個 SIMD 指令
  • 高達 40 k 字參數(shù)/數(shù)據(jù) RAM
  • 48 kHz 時數(shù)字音頻延遲池最高 800 ms
• 音頻輸入/輸出和路由
  • 4 個串行輸入端口，4 個串行輸出端口
  • 48通道、32 位數(shù)字輸入/輸出，采樣速率高達 192 kHz
  • 用于 TDM、I^2^S、左對齊和右對齊格式、以及 PCM 的靈活配置
  • 多達 8 個立體聲 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 PDM 麥克風(fēng)輸入通道
  • 多通道、字節(jié)可尋址、TDM 串行端口
• 時鐘振蕩器可從晶振產(chǎn)生主時鐘
• 整數(shù) PLL 和靈活的時鐘發(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是增強型音頻處理器，擁有48個輸入和輸出通道。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)換器之間進行音頻信號硬件路由的選項。

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）。通過四倍乘法累加器（MAC）數(shù)據(jù)路徑，ADAU1452/ADAU1451每秒可執(zhí)行超過12億次MAC操作，使SigmaDSP系列產(chǎn)品中的前代處理器具備遠超其能力的處理性能。強大的DSP內(nèi)核能夠在標(biāo)準(zhǔn)48kHz采樣率下處理3000個雙精度基帶濾波器或24000個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音頻處理算法庫使系統(tǒng)設(shè)計人員能夠通過揚聲器均衡、多頻段壓縮、限幅和第三方品牌算法，補償實際揚聲器、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來自多個源的輸入進行多路復(fù)用，這些源可以以不同的采樣率運行，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路由和時鐘問題在音頻系統(tǒng)中的復(fù)雜性。音頻子系統(tǒng)包括多達八個立體聲ASRC（具體取決于設(shè)備型號：ADAU1452/ADAU1451上有輸入和輸出，ADAU1450上僅有輸出），以及串行（I2S）和TDM（時分復(fù)用）輸入/輸出。這些輸入中的任何一個都可以路由到SigmaDSP內(nèi)核或任何ASRC（ADAU1450除外，其沒有ASRC）。同樣，輸出信號可以從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矩陣控制寄存器隨時修改，從而在無需更改硬件設(shè)計的情況下實現(xiàn)最大的系統(tǒng)靈活性。
兩個串行輸入端口和兩個串行輸出端口可以成對在一種特殊靈活的TDM模式下工作，這允許用戶獨立于不同比特深度的音頻流，在特定字節(jié)位置進行操作。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)核針對音頻處理進行了優(yōu)化，能夠以高達192kHz的采樣率處理音頻。程序和參數(shù)/數(shù)據(jù)隨機存取存儲器（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流，該軟件可從www.analog.com獲取。存儲在參數(shù)RAM中的值能夠控制各個信號處理模塊，例如無限沖激響應(yīng)（IIR）和有限沖激響應(yīng)（FIR）濾波器、動態(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，并防止輸出信號出現(xiàn)爆音。

諸如內(nèi)存奇偶校驗和程序計數(shù)器監(jiān)控等可靠性特性，有助于確保系統(tǒng)能夠檢測并從與內(nèi)存損壞相關(guān)的任何錯誤中恢復(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。流中的其他組件，包括狀態(tài)位和用戶位，不會丟失，并且可以在MXP引腳上輸出。用戶還可以獨立于嵌入在S/PDIF音頻發(fā)射器輸出信號中的音頻數(shù)據(jù)進行傳輸。

14個MXP引腳可用于為外部微控制器提供簡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)部信號處理程序。當(dāng)配置為輸出時，這些引腳可用于驅(qū)動緩沖器中的LED、控制外部微控制器、其他控制IC，或?qū)⑤敵鲂盘栠B接到應(yīng)用中的電路。此外，還有六個專用模擬引腳（AUXADC5至AUXADC0），用作模擬控制的輔助輸入或電壓。