第九课-ADSP处理器最小系统,音视频接口设计

1、ADSP处理器的最小系统，音视频接口设计基于基于ADSP处理器的最小系统介绍处理器的最小系统介绍基于基于ADSP处理器的音视频接口设计处理器的音视频接口设计基于ADSP处理器的最小系统介绍u 概述概述 u最小系统由能够保证系统可靠工作所必须的基本电路部分组成，Blackfin最小系统除了作为系统核心的处理器(如ADSP-BF533)外，还要包括供电电路，时钟电路，复位电路，SDRAM，FLASH和JATG接口电路，外部信号、数据等经过采集、转换后通过各种数据接口（如SPI，SPORT、PPI、GPIO等）输入到Blackfin处理器，最后经过处理的数据、信号再通过数据接口输出，进行显示或控制。

2、 最小系统框图 u电源设计电源设计u低功耗是现代嵌入式系统设计的重要指标，从降低系统功耗的角度考虑，尽量选用低电压产品，可有效降低系统的功耗。ADSP-BF533 DSP系统正常工作需要多个电源，其中ADSP-BF533内核电压为1.26V，外部I/O口供电电压2.5V或3.3V，实时钟供电电压2.25V-3.6V，此外系统外围部分还需要其他几种电压，如硬盘、USB需要5V；SD卡，视频，音频系统需要3.3V，在系统设计时分别产生上述电压，如表 电压应用范围1.26VDSP内核3.3VDSP I/O 口、Flash等2.25-3.6VDSP实时钟5V硬盘、SD卡、音视频等uBlackfin D

3、SP外围部分供电外围部分供电u外围部分+5V电压5V电源产生电路 u外围部分+3.3V电压典型电路连接 uADSP-BF533芯片供电芯片供电u使用电源芯片ADP1715产生1.2V电压u通过内部的调压器调节电压VLEV电压值VLEV电压值01100.85V10101.05V01110.90V10111.10V10000.95V11001.15V10011.00V11011.20VVLEV与电压值的对应关系 u时钟及实时时钟设计时钟及实时时钟设计 在在DSP系统中，时钟电路是系统正常工作的重要基础，同时也是电系统中，时钟电路是系统正常工作的重要基础，同时也是电磁辐射的主要来源，其性能的好坏直接

4、影响到系统能否正常运行，磁辐射的主要来源，其性能的好坏直接影响到系统能否正常运行，所以时钟电路在所以时钟电路在DSP系统设计中占有至关重要的地位。系统设计中占有至关重要的地位。u外部输入时钟u外部晶振uRTC实时时钟1MR12Y32.768k18pFC118pFC2RTX0RTX1u复位电路设计复位电路设计u常见的DSP复位方式有3种，即上电复位、手动复位和软件复位。前两种是通过硬件电路来实现复位，后一种则通过软件编程实现。对于硬件复位电路而言，DSP要求在复位信号从低到高之前，时钟必须已经稳定工作了若干时间（ms级），同时对复位信号的低电平宽度也有要求，而且复位信号上也不应有毛刺出现。uRC

5、复位电路是常用的一种复位电路，可以实现基本的复位功能，但是由于这种复位电路不容易控制充放电时间，信号的上升沿或下降沿不够陡，无法应用在精确控制的场合。在需要精确复位时可以使用专门的复位芯片，可以产生具有比较理想波形的复位信号，通常这类芯片还具有电源监测功能，在电压下降到一定值时产生复位信号，市面上有很多可供选择的芯片，例如常见的ADM708、MAX813等。手动复位电路 基于ADSP处理器的音频接口设计u音频接口设计概述音频接口设计概述u由于DSP的许多应用都涉及到音频信号的处理，如移动电话、音频播放器等，所以音频接口的设计也显得日益重要。自然环境中的音频信号多为模拟信号，DSP处理器对其进行

6、处理前，必须通过A/D转换器转换为数字信号；同样地，要把DSP处理器处理后的数字音频信号播放出来，也需要先通过D/A转换器转换为模拟信号。Codec是一种可以进行音频信号A/D和D/A转换的音频编解码器，一般简称为声码器。 音频处理系统框图 uCodec芯片选择芯片选择u选择Codec时通常要根据系统对数据的处理速度和精度来决定，不同的Codec往往具有不同的数据采样率和精度。Codec常见的应用领域可分为两大类：语音通信及控制领域和多媒体应用领域。 u除了考虑数据处理速度和精度外，在选择Codec时还要考虑其接口特性及对不同音频编码的支持。芯片型号特性描述应用领域AD183x系列最高支持96

7、kHz采样率，具有多位-专利体系结构及串行数据接口，至少包含2个ADC和6个DAC家庭影院系统、车载音频系统等AD193x系列最高支持192kHz采样率，具有4个ADC和8个DAC，支持SPI接口或I2C接口车载音频系统、数字音效处理器等SSM260 x系列最高支持96kHz采样率、24位A/D及D/A精度，具有一组立体声可编程增益输入线移动电话、MP3播放器、掌上游戏机AD188x系列最高支持192kHz采样率、24位精度，兼容SoundMAX标准，具有通用的数字I/O接口PC机声卡AD198x系列最高支持192kHz采样率，兼容SoundMAX标准，具有S/PDIF等接口PC机声卡常用Co

8、dec说明 uAD1836A与与ADSP-BF533接口设计接口设计AD1836A与ADSP-BF533的互连系统框图 uAD1836A通过自身的串行数据接口和控制接口分别与ADSP-BF533相应接口相连，将外界模拟音频信号输入进行数字化处理后送入ADSP-BF533。uADSP-BF533将AD1836A发送来的数字音频数据接收到内部存储器，并不进行运算处理，而是直接再返回给AD1836A。 uAD1836A与ADSP-BF533接口设计主要包含两个部分，一是控制接口部分，实现ADSP-BF533对AD1836A的设置，包括工作模式、数据传输方式等；二是数据通信接口部分，实现ADSP-BF

9、533与AD1836A之间的数据传输。ADSP-BF533具有丰富的接口资源，在设计时可以选择不同的接口与AD1836A进行数据传输与通信控制。u硬件电路设计硬件电路设计ADSP-BF533与AD1836A硬件连接电路 u本设计实例采用ADSP-BF533的SPI接口与AD1836A串行控制接口相连，利用SPI接口传送控制信号并对AD1836A进行初始化，采用ADSP-BF533的SPORT0接口作为数据传输通道，接收AD1836A发送的数字信号，并将需要模拟输出的数据传送给AD1836A。 基于ADSP处理器的视频接口设计u视频接口设计概述视频接口设计概述u视频处理是DSP一个重要的应用方面

10、，如雷达系统、实时监控系统、视频播放器等。与音频处理类似，对于外界的图像信息，需要先转换成数字化信息DSP才能处理。处理之后根据终端设备的特性，直接输出数字视频信号，或者转换成模拟信号输出给终端。u下图一个基本的视频系统，由于Blackfin处理器本身并不能直接识别模拟的视频信号，所以必须在前端加入视频解码器对模拟视频信号进行采集，然后才能由Blackfin处理器对采集后的数字视频数据进行处理。对于输出时可根据具体的应用要求，直接输出数字视频信息，或者通过视频编码器进行编码后再输出。视频系统框图 u视频编视频编/解码芯片选择解码芯片选择 视频信号包含的信息比音频信号更为复杂，将视频编码和解码功

11、能视频信号包含的信息比音频信号更为复杂，将视频编码和解码功能集成在一个芯片上的产品相对较少，如集成在一个芯片上的产品相对较少，如ADI公司的公司的ADV7202。在视。在视频系统设计时，通常要单独选择视频解码芯片和视频编码芯片。频系统设计时，通常要单独选择视频解码芯片和视频编码芯片。u视频解码芯片选择，在选择视频解码芯片时，最重要的是要考虑对何种制式视频模拟信号进行解码，常见的视频模拟信号制式有NTSC、PAL和SECAM等。同时根据实际应用需要，选择满度解码精度和速度要求的视频解码芯片。芯片型号特性描述应用领域ADV718x系列具有最高12位的ADC，支持最高86MHz采样率，可自动侦测前端

12、NTSC/PAL/SECAM信号输入，可输出ITU-R BT.656、YCrCb等格式的数字视频信号 机顶盒、液晶电视等ADV740 x系列具有最高12位的ADC，支持最高54MHz采样率，支持前端NTSC/PAL/SECAM信号输入以及许多HD和SMPTE 视频标准，可输出数字YCrCb 或RGB 像素流各种高清电视、多格式扫描转换器等视频解码芯片说明 u在选择视频编码芯片时，要考虑对何种数字视频信号进行编码，以及希望输出何种制式的模拟视频信号。同时根据实际应用需要，选择满度编码精度和速度要求的视频编码芯片。芯片型号特性描述应用领域ADV717x系列具有最高10位的DAC，支持最高54MHz

13、采样率，可以将ITU-R1 BT601/656 YCrCb信号转换成PAL/NTSC信号输出DVD播放器、迷你视频播放器ADV73xx系列具有最高10位的DAC，支持最高54MHz采样率，可将输入的4:2:2 YCrCb或4:4:4 RGB格式数字信号，转换成模拟CVBS、S-Video、YPrPb、RGB输出高清视频播放系统视频编码器说明 uADV7183A与与ADSP-BF533接口设计接口设计uADV7183A是一款视频解码芯片，可以对前端模拟视频的数字化处理，即实现图中视频解码的功能，系统设计框图如图所示。ADV7183A对前端各种制式的模拟视频信号进行解码，将其转换成8位ITU-R BT-656 YCrCb 4:2:2格式的数字视频信号，然后输出到ADSP-BF533进行处理。ADV7183A与ADSP-BF533互连系统框图 u硬件电路设计硬件电路设计ADSP-BF533与ADV