ADAU1466SOM - miniaturowy moduł DSP (1)

ADAU1466SOM - miniaturowy moduł DSP (1)
Pobierz PDF Download icon

Rodzina Sigma DSP okrzepła, najnowsze procesory doczekały się ostatecznych rewizji struktur krzemowych, więc najwyższy czas zaprezentować płytkę umożliwiająca szybkie zapoznanie się z ich możliwościami. Opisywana płytka ewaluacyjna ADAU1466SOM zawiera procesor Sigma DSP ADAU146x oraz wszystko, co niezbędne do jego działania. Format płytki nawiązuje do modnych aktualnie rozwiązań SOM (system w module), skracających czas opracowania i testowania nowego układu i często pozostających rozwiązaniem docelowym. Rekomendacje: płytka przyda się nie tylko osobom chcącym zapoznać się z możliwościami procesorów DSP, ale również jako samodzielny moduł w aplikacji docelowej.

Podstawowe parametry:
  • Procesor z rodziny Sigma DSP typu ADAU1466.
  • Pamięć danych i parametrów mieszcząca 80 k-słów.
  • 24 k-słów pamięci programu, 6144 instrukcji na próbkę dla fs=48 kHz.
  • Zasilanie 3,3 V/0,8 A.

Schemat ideowy modułu ADAU1466SOM pokazano na rysunku 1. Jego „sercem”, co oczywiste, jest procesor z rodziny Sigma DSP typu ADAU1466 (U1). Jest on taktowany za pomocą zewnętrznego oscylatora z rezonatorem kwarcowym X1 o częstotliwości 12,288 MHz oraz kondensatorami C15 i C16. Na wyprowadzeniach gniazda CKO jest dostępny buforowany sygnał zegarowy MCLK do taktowania zewnętrznych przetworników analogowo-cyfrowych i cyfrowo-analogowych. Częstotliwość sygnału, w przeciwieństwie do starszych układów, jest konfigurowana programowo, co znacznie ułatwia projektowanie układów współpracujących. Kondensatory C18 i C9 oraz rezystor R3 są elementami wbudowanej pętli PLL.

Rysunek 1. Schemat ideowy modułu ADAU1466SOM

Podstawowe cechy zastosowanego procesora DSP ADAU1466:

  • Rdzeń taktowany częstotliwością 294 MHz.
  • 24 k-słów pamięci programu, 6144 instrukcji na próbkę dla fs=48 kHz.
  • 80 k-słów pamięci danych i parametrów.
  • Do 1600 ms cyfrowego opóźnienia sygnału (dla fs=48 kHz).
  • 4/4 porty szeregowe wejściowe/wyjściowe.
  • 48 konfigurowalnych kanałów cyfrowych, 32 bitowych/192 kHz, (I2S, TDM, LJ, PCM).
  • 14 GPIO w tym 6×A/C o rozdzielczości 10 bitów.
  • 8 bloków ASRC (skalowanie fs od 1:8 do 7,75:1).
  • Interfejs S/PDIF I/O 192 kHz.
  • 4 kanały interfejsów mikrofonów PDM.
  • Wbudowane generator zasilania, oscylator i programowalny generator pomocniczy,
  • Interfejs pamięci programu w standardzie SPI/I2C.
  • Konfigurowalny interfejs komunikacyjny SPI/I2C pracujący w trybie master lub slave.
  • Tryb selfboot, umożliwiający pracę bez zewnętrznego mikrokontrolera.
  • Miniaturowa obudowa LFCSP72 zajmująca powierzchnię 10 mm×10 mm.
  • Zakres temperatury pracy –40…105°C.
  • Programowanie w graficznym środowisku Sigma Studio (od wersji 3.15).
Rysunek 2. Schemat blokowy procesora ADAU1466 (za notą producenta)

Schemat blokowy układu ADAU1466 pokazano na rysunku 2, a rozmieszczenie wyprowadzeń na rysunku 3.

Rysunek 3. Rozmieszczenie wyprowadzeń ADAU1466

Układ ADM811T (U3) zapewnia poprawny restart procesora (sygnał RES) po włączeniu zasilania oraz formowanie sygnału reset z przycisku MR i programatora USBi. Tranzystor Q1 jest elementem stabilizatora LDO napięcia 1,2 V zasilającego rdzeń DSP. Jako pamięć programu w trybie samodzielnym Self-Boot służy układ typu 24C512 (U2) dołączony do magistrali I2S Master procesora DSP. Przełącznik konfiguracji CFG umożliwia przełączanie trybów Selfboot/Programowanie (poz. P1-4) oraz odłączenie sygnału reset z programatora USBi (poz. P2-3). Dioda PWR sygnalizuje załączenie napięcia 3,3 V zasilającego moduł. Procesor DSP jest programowany przez interfejs USBi w trybie I2C, dołączonego do portu Slave DSP.

Procesor ADAU1466 ma wbudowany odbiornik i nadajnik interfejsu S/PDIF. Sygnały po dopasowaniu za pomocą rezystorów i kondensatorów są doprowadzone do gniazd oznaczonych SI, SO. DSP ma po 4 kanały wejściowe i wyjściowe interfejsów szeregowych, których tryb pracy jest określany programowo (I2S, LR, TDM). Sygnały te są doprowadzone do złącza krawędziowego DSP. Sygnały wyjściowe mają dodatkowo włączone rezystory szeregowe 22 Ω (RP1…RP3).

W procesorze ADAU1466 dla ułatwienia regulacji i kontroli realizowanego programu są wbudowane uniwersalne porty GPIO oraz przetwornik A/C. Sygnały ADC0…ADC6 oraz MP6, MP7 są dostępne na złączu DSP. Niektóre z sygnałów portów szeregowych, gdy nie są używane, mogą być skonfigurowane jako dodatkowe piny GPIO. Opis wyprowadzeń modułu zaprezentowano na rysunku 4.

Rysunek 4. Opis wyprowadzeń modułu (porty szeregowe z nazewnictwem I2S)

Sygnał MP1 jest buforowany i steruje diodą świecącą MP1, pomocną po konfiguracji programowej do sygnalizacji statusu moduł DSP. Dodatkowo, na złącze są wyprowadzone sygnały interfejsów I2C, co jest o tyle przydatne, że ADAU1466 ma możliwość generowania sekwencji sygnałów na porcie I2C master, umożliwiających podstawową konfigurację współpracujących układów, takich jak przetworniki C/A, regulatory poziomu i inne bez udziału zewnętrznego procesora. Moduł wymaga zasilania 3,3 V/0,8 A.

Moduł ADAU1466SOM zmontowano na 4-warstwowej płytce drukowanej. Rozmieszczenie elementów zamieszczono na rysunku 5. Montaż jest typowy i nie wymaga opisywania. Krytyczne dla działania modułu jest poprawne przylutowanie pada termicznego U1. Korzystając ze wszystkich portów szeregowych oraz przy jednoczesnej obróbce sygnału o fs=192 kHz, konieczne jest wyposażenie kom układu U1 i tranzystora Q1 w niewielkie, naklejane radiatory i zapewnienie cyrkulacji powietrza wokół modułu.

Rysunek 5. Schemat montażowy modułu ADAU1466SOM

W kolejnej części artykułu zostanie opisana płytka bazowa z przetwornikami A/C, C/A oraz kilka przykładów programów użytkowych ułatwiających rozpoczęcie pracy z DSP.

Adam Tatuś, EP

Wykaz elementów:
Rezystory: (SMD 0402, 1%)
  • R1, R4: 100 Ω
  • R2: 47 Ω
  • R3: 4,3 kΩ
  • R5: 75 Ω
  • R6, R10: 1 kΩ
  • R7, R11: 10 kΩ
  • R8: 100 kΩ
  • R9: 240 Ω
  • R12…R17: 2,2 kΩ
  • RP1…RP3: 22 Ω (CRA06S08, drabinka SMD)
Kondensatory:
  • C1, C5, C9, C12: 10 nF (SMD 0402, ceramiczny X5R)
  • C2, C4, C6, C8, C10, C13, C17, C20…C26, C30: 100 nF (SMD 0402, ceramiczny X5R
  • C3, C7, C11, C14: 1 μF (SMD 0402, ceramiczny X5R)
  • C15, C16: 22 pF (SMD 0402, ceram. NP0)
  • C18: 5,6 nF (SMD 0402, ceramiczny NP0)
  • C19: 150 pF (SMD 0402, ceramiczny NP0)
  • C27…C29: 10 μF (SMD 0603, ceram. X5R)
  • CE1: 47 μF (SMD „B”)
Półprzewodniki:
  • U1: ADAU1466WBCPZ (LFCSP72)
  • U2: AT24C512CSS (SO8)
  • U3: ADM811T (SOT-143)
  • U4: 74V1G00 (SC70-5)
  • MP1, PWR: LED SMD 0805
Inne:
  • CFG: A6H-2101 (dip switch 2-poz. 1,27 mm)
  • CKO, SI, SO: MX-73412-0114 (złącze UFL męskie)
  • FB1, FB2: 600 Ω (SMD 0402, np. BLM15AX601SN1D)
  • MR: przycisk B3U-1000P
  • USBI: IDC10 (złącze 2×5 pin R=2,54 mm)
  • X1: 12,288 MHz (rezonator kwarcowy 3,2 mm×2,5 mm)
Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
listopad 2018
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik czerwiec 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio czerwiec 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje maj 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna czerwiec 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów