wersja mobilna | kontakt z nami

ADAU1777Z - procesor audio DSP do urządzeń mobilnych

Numer: Kwiecień/2017

Analog Devices sukcesywnie rozszerza do niej rodzinę Sigma DSP. Tym razem do rodziny dołączył układ do aplikacji mobilnych - ADAU1777. Dla szybkiego sprawdzenia jego parametrów użytkowych jest przeznaczony zestaw ewaluacyjny EVAL-ADAU1777.

Pobierz PDF

rys1ADAU1777 jest w zasadzie systemem audio typu SoC. Wewnątrz obudowy integruje nie tylko rdzeń DSP, ale także kodek audio oraz pomocnicze układy peryferyjne (rysunek 1). Układ ADAU1777 przeznaczono do aplikacji mobilnych, w których jest niezbędna podstawowa obróbka sygnału audio, taka jak korekta pasma przenoszenia, filtracja oraz ograniczanie poziomu. Znajdzie on zastosowanie w głośnikach bezprzewodowych, słuchawkach Bluetooth, telefonach lub przenośnych odtwarzaczach, spełniając szczególnie ważny wymóg niewielkiej zajmowanej powierzchni, minimalnego poboru energii i niskiego kosztu aplikacji, nieosiągalnych dla typowych rozwiązań analogowych.

rys2Podstawowe parametry procesora ADAU1777 to:
- obróbka sygnału z fs do 768 kHz,
- cztery 24-bitowe przetworniki A/C,
- dwa 24-bitowe przetworniki C/A,
- tor audio o małej latencji,
- wbudowane obwody polaryzacji dla mikrofonów elektretowych,
- wbudowany driver dla słuchawek niskoomowych (do 30 mW przy 16 V),
- 4 bloki wzmacniacza o programowym wzmocnieniu PGA w torze przetwornika A/C,
- interfejs dwukierunkowy I2S, TDM,
- współpraca z mikrofonami z interfejsem cyfrowym,
- wbudowany modulator PDM dla wzmacniaczy cyfrowych,
- programowane 7×GPIO,
- blok ASRC,
- konfigurowalny interfejs komunikacyjny SPI/I2C,
- tryb Selfboot, umożliwiający pracę bez zewnętrznego mikrokontrolera,
- napięcie zasilajace 1,8…3,3V, mały pobór mocy (<45 mW),
- miniaturowa obudowa WLCSP36 3,8 mm×3,2 mm (fotografia 2),
- łatwe programowanie w graficznym środowisku Sigma Studio (od wersji 3.14).

rys3Wygląd zestawu ADAU1777EVAL przedstawia fotografia 3. W jego skład wchodzą płytka DSP oraz znany z wcześniejszych zestawów programator USBi w wersji 1.3. Koszt zestawu w sklepie producenta to 195 USD.

rys4Płytka zawiera oprócz procesora ADAU1777 i pamięci programu EEPROM typu 24C32 (po konfiguracji w trybie Selfboot, DSP może pracować samodzielnie bez procesora nadzorującego) układ zasilania oparty na stabilizatorze ADP1712 (1.5V) i przetwornicę podwyższającą ADP1607 (1,8V/3,3V) umożliwiającą zasilanie zestawu z baterii 1,5 V. Zestaw zawiera trzy gniazda wejściowe i wyjściowe w standardzie Jack 3,5 mm stereo. Dwa złącza J18/J20 umożliwiają bezpośrednie podłączenie mikrofonów elektretowych do wejść AIN0/1 ADAU1777. Złącze J22 pracuje z poziomem liniowym i podłączone jest do wejść AIN2/3 DSP. Gniazda wyjściowe J19/21 pracują w trybie mono z wyjściem różnicowym, gniazdo J23 jest wyjściem niesymetrycznym stereo, pracującym w trybie liniowym oraz słuchawkowym. Zestaw ma sprzętowy przełącznik Bypass mostkujący wejście stereo J22 z wyjściem niesymetrycznym J23 z pominięciem całkowicie toru DSP. Linie GPIO ADAU1777 wyprowadzone są na złącze J4, dwa złącza J6/7 służą do podłączenia mikrofonów cyfrowych PDM. Zestaw zawiera trzy odłączalne mikroprzełączniki chwilowe oraz dwupozycyjny przełącznik DIPSWITCH wyprowadzone na złącze J9. W odróżnieniu od np. ADAU1701 wszystkie linie GPIO pracują tylko w trybie cyfrowym, ADAU1777 nie ma wbudowanego w sekcji GPIO przetwornika A/C. Konfigurowanie zestawu odbywa się po części sprzętowo poprzez odpowiednie zwory i programowo poprzez środowisko Sigma Studio. Schemat blokowy zestawu przedstawia rysunek 4.

rys5Do programowania EVAL ADAU1777 służy SigmaStudio w wersji od 3.14. Oprogramowanie jest niezmiennie udostępnione za darmo – wymaga jedynie rejestracji na stronie producenta. Jest to środowisko graficzne, w którym „rysujemy” schemat z gotowych, parametryzowanych bloków funkcjonalnych oraz określamy konfigurację sprzętową procesora. Po poprawnej instalacji oprogramowania i sterowników USBi możliwe jest rozpoczęcie pracy z zestawem startowym. Po skonfigurowaniu układu i pamięci zestawu (rysunek 5), konieczne jest przejście do „wyrysowania” aplikacji i konfiguracji DSP Przykładowy zrzut ekranu pokazano na rysunku 6.

Układ ADAU1777 jest przeznaczony do konkretnych zastosowań, więc ograniczono liczbę dostępnych w SigmaStudio bloków funkcjonalnych (rysunek 7). Nie znajdziemy tu generatorów, bloków multiplekserów, układów zwrotnic oraz złożonych algorytmów obróbki sygnału, a jedynie podstawowe bloki wzmocnienia, filtrów, limiterów, sumatorów i regulatorów poziomu.

rys6Przyjazne dla użytkownika oprogramowanie nie zwalnia od zapoznania się ze szczegółową dokumentacją ADAU1777, ponieważ pomimo mniejszej złożoności niż np. DAU1452, „mobilne” DSP odbiega  konfiguracją od pozostałych układów rodziny Sigma. Większa liczba opcji konfiguracji sprzętowej DSP jest definiowana programowo (rysunek 8), np. ustawienia bloków PLL, PGA, układu polaryzacji mikrofonów, poziomów sygnału AD/DA. Pojawia się też blok ASRC, którego tak brakuje w ADAU1701. Na szczęście konfiguracja jest dużo bardziej przejrzysta niż dla ADAU1442.

W zupełnie odmienny sposób konfigurowane są piny GPIO, w przypadku ADAU1777 ich funkcje są ściśle określone i nie jest możliwe elastyczne wykorzystanie w aplikacji, jak w pozostałych procesorach Sigma DSP (rysunek 9), w związku z tym nie ma w blokach funkcjonalnych IO możliwości bezpośredniego dostępu do pinów GPIO.

Przypisanie to uniemożliwia sprzętowe sterowanie zachowaniem bloków funkcjonalnych. Aby jednak nie odcinać całkowicie użytkownika od możliwości sterowania, wprowadzono nowy tryb – A/B bank switch. Sterowany z pinu GPIO przełącza dwa banki nastaw zdefiniowanych przez użytkownika. W dalszym ciągu zachowany jest dostęp do parametrów poprzez rejestry DSP z użyciem procesora nadrzędnego lub FPGA.

rys7Pomimo tych ograniczeń ADAU1777 jest bardzo ciekawą propozycją, szczególnie gdy podchodzimy do niego jak do gotowego bloku funkcjonalnego audio, mającego wzmocnić sygnał niezależnie od typu dostępnego źródła, skorygować jego charakterystykę częstotliwościową, ograniczyć jego poziom i wysterować wyjście liniowe lub słuchawkowe i to przy zastosowaniu zaledwie kilku do kilkunastu typowych elementów zewnętrznych. Tym bardziej że zarówno częstotliwość próbkowania, jak i parametry szumowe wbudowanego kodeka z zapasem spełniają wymagania nawet „stacjonarnego” toru audio.

Kompletna dokumentacja zestawu dostępna jest na stronie producenta oraz na stronie wsparcia technicznego ez.analog.com.

Adam Tatuś, EP

rys8

Pozostałe artykuły

LPC54000. 2-rdzeniowe mikrokontrolery Cortex-M

Numer: Listopad/2017

Mikrokontrolery z serii LPC54000 są unowocześnionymi następcami popularnej rodziny LPC1700. Nowe mikrokontrolery charakteryzuje innowacyjna konstrukcja, bazująca na dwurdzeniowej jednostce CPU, integrującej Cortex-M4 i Cortex-M0+. Obecnie rodzina mikrokontrolerów LPC54000 jest podzielona na trzy główne podrodziny: LPC5410x, LPC5411x, LPC546xx. Kolejno omówimy ich parametry i możliwości.

ADAU1466 - nowy procesor DSP z rodziny Sigma DSP

Numer: Listopad/2017

Analog Devices ponownie rozszerza rodzinę Sigma DSP. Przedstawione na łamach EP procesory ADAU1452 doczekały się modyfikacji w postaci układu ADAU1466, który jest pierwszym przedstawicielem nowej linii Sigma DSP ADAU146x.

STM8S001J3 (2). Projekt referencyjny zestawu ewaluacyjnego

Numer: Listopad/2017

W sierpniu firma STMicroelectronics rozszerzyła 8-bitową rodzinę mikrokontrolerów STM8 o pierwszy układ w 8-pinowej obudowie ? STM8S001J3. Celem artykułu jest pokazanie, jak łatwe jest projektowanie urządzeń elektronicznych w oparciu o ten mikrokontroler. Jako przykład niech posłuży projekt referencyjny zestawu ewaluacyjnego, który składa się z dwóch płytek: płytki z mikrokontrolerem i płytki rozszerzeniowej.

Protokoły i moduły bezprzewodowe dla IoT (2)

Numer: Listopad/2016

Rozwój technologii IoT wymaga wsparcia przez odpowiednie protokoły i oprogramowanie. Można tworzyć własne standardy i sieci sensorów, jednak jest to nieopłacalne, ponieważ - myśląc globalnie - pojawi się problem spięcia naszej sieci z całą "resztą świata". Dlatego idąc w sukurs konstruktorom budującym urządzenia dla IoT firmy - producenci podzespołów wręcz prześcigają się tworząc różnego rodzaju udogodnienia. Do takich, ...

8-bitowa kontrofensywa (1). Nowe peryferie mikrokontrolerów PIC

Numer: Listopad/2016

Microchip, jeden z największych na świecie graczy w obszarze projektowania i produkcji mikrokontrolerów, wymyślił strategię, dzięki której użytkownicy poszukujący nieskomplikowanych mikrokontrolerów chętnie sięgną po 8-bitowe, sprawdzone mikrokontrolery PIC. Zastosowano pomysłowe połączenie starego, ale sprawdzonego i bardzo popularnego rdzenia PIC16 z nietypowymi, nowatorskimi peryferiami, pracującymi niezależnie od rdzenia (core ...

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Styczeń 2018

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym