從PNX0161看手持設備USB接口芯片的設計

出于競爭和差異化的需要，不少手持設備采用了非標準的USB接口設計，比如手機。但這并不影響包括手機在內的手持設備系統越來越多的集成USB功能，至少，在無線空中接口技術成熟普及之前，手持設備最為便捷的資源獲取方式依然是USB方式，顯然，這為USB芯片應用開拓了更多的市場。

　　前不久，NXP推出了一款全速USB 2.0數字音頻解決方案PNX0161，利用USB2.0標準將主音頻流功能轉移到主設備的USB連接器上，以推進便攜式消費產品USB2.0標準化。NXP半導體中國區個人移動部門銷售經理 Herbert Lee將PNX0161總結為小型的(7mm×7mm)、超低功耗高速USB2.0單芯片解決方案，提供立體聲回放和錄音以及FM收音機功能。

　　芯片特點：豐富的功能集成

　　PNX0161最大的特點在于它包括音效處理在內的豐富集成。PNX0161的I /O控制采用了成本比較合算的可編程ARM7 TDMI內核，內置了由USB總線提供電力的DC/DC轉換器。這種解決方案與USB規格標準完全相符，可以在任何USB主機或OTG設備上即插即用，并支持US

B音頻和人機接口類設備(HID) 。

　　 PNX0161內建了兩個驅動軟件――Audio Device Class和Human Interface Device，前者負責USB音樂傳輸驅動，后者負責周邊I/O接口的驅動。在音效設計上，它支持可編程Flash或ROM兩種版本，前者通過內置的 DSP軟件，系統制造商能夠對均衡器進行預設，消除回音，從而得到良好的音質和多種音效模式，而一旦確定好模式，在產品量產時就可以替換成低成本的 ROM。

　　功耗問題是為耳機提供數字音頻遇到的最大挑戰，Herbert Lee認為，PNX0161是目前首款能夠有效解決這一問題的方案。由于內置了電源管理功能和智能電源控制，PNX0161回放模式只需極小電量，在5V 電壓時耗電量僅為10 mA；同時，PNX0161內置了24位DAC和ADC轉換模塊，考慮到直接連接數字耳機的應用，還內置了Class AB放大器。在一個以音頻處理為特點的芯片中，如果內建電源管理和放大器，那么噪音抑制將成為首要解決的問題。PNX0161采用了低噪音放大器（LNA）+可編程增益放大器（PGA）設計，有效抑制了噪音，當然，NXP也提供“可選軟件”的方式來處理噪音。

　　產品定義：創新整合和增值

　　盡管PNX0161集成了豐富的功能，但這些功能似乎并沒有超越那些高端手持設備中系統芯片賦予的功能，如何理解NXP這款芯片的定義呢？是替代現有產品、規范統一的接口還是為現有系統增加一個增值的選擇？

　　Herbert Lee表示，PNX0161是一個創新概念主導的產品，最初是希望用USB規格統一現有手持設備的多種接口。在這一基礎上采用低功耗設計使之更適用于手持設備，它的定義在于整合了音效處理模塊的針對手持設備的USB芯片。強調USB規格，是因為它既是傳輸接口也可以是充電接口。目前，手機有很多接口，例如充電、USB、讀卡等等接口。NXP希望整合多個接口為單一接口，USB是現有的PC或NB設備資源的成熟接口，最適合作為統一接口來整合現有設備接口。而且一個統一的接口可以讓手持設備更加輕薄短小。

　　Herbert Lee同時表示，雖然，目前一些高端設備比如智能手機都有同樣的功能實現，但其成本較高，像音樂手機要通過一個協處理器實現音頻的功能，而且幾乎所有的便攜式系統供應商在其產品規劃中都在強調加大USB的應用，In-Stat的最新的一個統計數字顯示，到2011年，高速USB將作為便攜產品上的本地接口而統領市場，市場對這種產品的需求將達27億部，復合年增長率為24.4%。NXP相信，PNX0161在滿足這一趨勢的同時降低了實現成本。