Аудио процессоры SigmaDSP adau1701 и adau1452

Last updated at: 22/12/2018 09:25 PM

Процессоры SigmaDSP для аудио 

Процессоры SigmaDSP® - это полностью программируемые, однокристальные цифровые сигнальные процессоры для обработки звука, которые легко конфигурируются при помощи графического инструмента разработки SigmaStudio и идеально подходят для применения в автомобильных и портативных аудиопродуктах. В составе семейства SigmaDSP имеются компоненты с интегрированными преобразователями частоты дискретизации, АЦП, ЦАП и выходными усилителями.

В России наиболее распространены модели:



Процессор SigmaDSP ADAU1701П
Особенности и преимущества

  • 28-/56-разрядный цифровой аудиопроцессор, производительность 50 MIPS
  • 2 АЦП: отношение сигнал-шум 100 дБ, THD + N -83 дБ
  • 4 ЦАП: отношение сигнал-шум 104 дБ, THD + N -90 дБ
  • Полностью автономное функционирование
  • Автоматическая загрузка из последовательной памяти EEPROM
  • Вспомогательный АЦП с четырехвходовым мультиплексором для аналогового управления
  • Линии ввода/вывода общего назначения для цифрового управления и индикации
  • Программирование всех функций при помощи графической среды SigmaStudio
  • Умножитель 28 × 28 бит с 56-разрядным аккумулятором для поддержки двойной точности
  • Генератор для формирования задающего тактового сигнала при помощи кварцевого резонатора
  • Схема ФАПЧ для формирования задающего тактового сигнала из сигналов с частотой 64 × fs, 256 × fs, 384 × fs или 512 × fs
  • Обсуждение других особенностей см. в техническом описании

Подробнее о продукте ADAU1701 - это полнофункциональная однокристальная аудиосистема, включающая в себя 28-/56-разрядный цифровой сигнальный аудиопроцессор, АЦП, ЦАП и характерные для микроконтроллеров интерфейсы управления. Компонент обеспечивает такие функции обработки сигналов как частотная коррекция, разделительная фильтрация (кроссовер), подчеркивание басов, многополосная динамическая обработка, компенсация задержки, компенсация частотной характеристики динамиков и расширение стереобазы. Эти функции могут быть использованы для компенсации ограничений, накладываемых физическими характеристиками реальных динамиков, усилителей и сред окружения, которая дает значительное улучшение качества восприятия звука.

Возможности обработки сигналов в ADAU1701 сопоставимы с возможностями высокотехнологичной студийной аппаратуры. Большая часть обработки выполняется в режиме двойной точности с разрядностью 56 бит, что дает высокое качество при работе со слабыми сигналами. ADAU1701 представляет собой полностью программируемый цифровой сигнальный процессор. Простое в использовании программное обеспечение SigmaStudio™ позволяет пользователю конфигурировать процесс обработки сигналов в графической среде, используя такие стандартные блоки, как биквадратные фильтры, процессоры динамической обработки, регуляторы уровня и порты ввода/вывода общего назначения.

Рабочие программы могут загружаться в ADAU1701 при включении питания либо из последовательной памяти EEPROM при помощи механизма автоматической загрузки, либо из внешнего микроконтроллера. При отключении питания текущее состояние параметров может быть записано из ADAU1701 обратно в EEPROM для использования при следующем запуске программы.

Два сигма-дельта АЦП и четыре сигма-дельта ЦАП обеспечивают полный динамический диапазон 98.5 дБ при преобразовании сигнала из аналоговой формы в цифровую и обратно в аналоговую. Каждый АЦП обладает полным уровнем шума и искажений (THD + N) −83 дБ, аналогичный параметр каждого ЦАП составляет −90 дБ. Цифровые порты ввода и вывода обеспечивают непосредственное подключение к дополнительным внешним АЦП и ЦАП. Обмен информацией с ADAU1701 осуществляется по шине I2C® или через четырехпроводной порт SPI.

Области применения

  • Мультимедийные акустические системы
  • Док-станции для MP3 плееров
  • Головные устройства автомобильных аудиосистем
  • Компонентные минисистемы
  • Цифровые телевизоры
  • Студийные мониторы
  • Разделительные фильтры (кроссоверы)
  • Процессоры звуковых эффектов в музыкальных инструментах
  • Звуковые системы, встроенные в кресла (самолетов/автобусов)

Процессор SigmaDSP ADAU1452



Особенности и преимущества

  • Испытан на соответствие требованиям автомобильной промышленности
  • Полностью программируемый аудио-DSP для продвинутых алгоритмов обработки звука
  • Поддерживается графическим инструментом программирования алгоритмов обработки звука SigmaStudio
  • 32-разрядное ядро SigmaDSP, тактовая частота до 294.912 МГц, питание 1.2 В
    • До 6144 команд в режиме SIMD на отсчет при 48 кГц
    • 40К слов оперативной памяти данных/параметров
    • Пул цифровой задержки звука до 800 мс при 48 кГц
  • Подсистема ввода/вывода и маршрутизации аудиосигналов
    • 4 последовательных порта ввода, 4 последовательных порта вывода
    • Цифровой ввод/вывод, 48 каналов/32 бита с частотой дискретизации до 192 кГц
    • Возможность конфигурирования для работы с форматами TDM, I2S, left-/right-justified а также ИКМ
    • До 8 стереофонических ASRC с коэффициентом преобразования от 1:8 до 7.75:1 и динамическим диапазоном 139 дБ
    • Стереофонические вход и выход S/PDIF
    • Четыре входных канала микрофона с интерфейсом ШИМ
    • Многоканальные последовательные порты с мультиплексированием во времени (TDM) и байтовой адресацией
  • Генератор для формирования задающего тактового сигнала при помощи внешнего кварцевого резонатора
  • Интегрированная схема ФАПЧ и конфигурируемые генераторы тактового сигнала
  • Интегрированный датчик температуры кристалла

ADAU1452/ADAU1451/ADAU1450 - это испытанные на соответствие требованиям автомобильной промышленности процессоры звуковых сигналов (аудиопроцессор) с возможностями цифровой обработки сигналов, занчительно превосходящими возможности продуктов SigmaDSP® предыдущего поколения. Его реструктурированная аппаратная архитектура оптимизирована для эффективной обработки звука. Алгоритмы обработки звука, работающие с отдельными отсчетами или блоками данных, могут исполняться одновременно под управлением программы, которая порождается графическим инструментом программирования SigmaStudio™. Новая архитектура ядра цифрового сигнального процессора (DSP) позволяет исполнять некоторые типы алгоритмов обработки звука, используя значительно меньшее количество команд, чем требовалось для продуктов SigmaDSP предыдущих поколений, что приводит к значительному росту эффективности кода.

32-разрядное ядро DSP с напряжением питания 1.2 В способно работать на частотах до 294.912 МГц и выполнять до 6144 команд на отсчет при стандартной частоте дискретизации 48 кГц. В то же время, помимо стандартных для задач обработки звука частот дискретизации компонент поддерживает множество других частот. Комбинация схемы ФАПЧ с целочисленным коэффициентом деления и конфигурируемого аппаратного блока формирования тактовых сигналов позволяет генерировать до 15 сигнал с различными частотами дискретизации звука одновременно. Интегрированные генераторы тактовых сигналов, внутренние асинхронные преобразователи частоты дискретизации (asynchronous sample rate converters, ASRC) и конфигурируемая аппаратная матрица маршрутизации звуковых сигналов превращают ADAU1452 в идеальный аудиохаб, который значительно упрощает проектирование сложных систем с несколькими частотами дискретизации.

Наличие последовательных портов с широкими возможностями конфигурирования, интерфейсов S/PDIF и многофункциональных линий ввода/вывода позволяет ADAU1452 взаимодействовать с широким спектром АЦП, ЦАП, цифровых аудиоустройств, усилителей и схем управления. Компонент также может принимать сигнал напрямую от микрофонов МЭМС с выходом в формате PDM (модуляция плотности импульсов) благодаря интегрированным децимирующим фильтрам, предназначенным специально для этой цели.

Независимые порты управления I2C/SPI, работающие в режиме ведущего и ведомого, позволяют не только программировать ADAU1452 из внешнего ведущего устройства, но и использовать ADAU1452 для непосредственного конфигурирования внешних ведомых устройств. Благодаря этой функции, а также поддержке автоматической загрузки, компонент может использоваться для создания компактных, автономных систем, не требующих внешнего ввода данных.

Ядро DSP обладает высокой эффективностью энергопотребления. Оно способно исполнять полнофункциональные программы, потребляя мощность всего несколько сотен милливатт (мВт), а при максимальной программной нагрузке потребляемая мощность составляет менее ватта, даже при наихудших условиях, когда температура превышает 100°C. Такое сравнительно низкое энергопотребление и малые габариты посадочного места делают ADAU1452 идеальным вариантом для замещения больших, универсальных цифровых сигнальных процессоров, которые потребляют больше мощности при той же вычислительной нагрузке.

Различия между ADAU1452, ADAU1451 и ADAU1450

Пять вариантов этого устройства отличаются объемом памяти, частотой ядра DSP, наличием интерфейсов S/PDIF, конфигурацией ASRCи рабочим температурным диапазоном.

Поскольку ADAU1450 не содержит приемника или передатчика S/PDIF, выводы SPDIFIN и SPDIFOUT не функциональны. Кроме того, изменение значений регистров, относящихся к входу/выходу S/PDIF в ADAU1450 не оказывают никакого влияния на работу компонента.

Так как ADAU1450 не содержит блоков ASRC, изменение значений регистров, относящихся к блокам ASRC в ADAU1450 не оказывают никакого влияния на работу компонента.

Области применения

  • Обработка звука в автомобильных аудиосистемах
    • Головные устройства автомобильных аудиосистем
    • Навигационные системы
    • Развлекательные системы, встраиваемые в задние сиденья
    • Усилители с цифровой обработкой сигналов
  • Коммерческие и профессиональные системы обработки звука
  • Обработка аудиосигналов для бытовой электроники
loading...