TMS320C6713与TLV320AIC23B的接口设计及实现

摘要：根据TI公司的TMS320C6713多通道缓冲串口(McBSP) 和音频解码芯片AIC23B的工作原理，设计了音频解码电路。将TMS320C6713多通道缓冲串口直接与AIC23B相连，其优点是操作简单，不占用处理器的总线，不影响其他功能模块的性能。给出了TMS320C6713 和AIC23B的接口电路和软件编程实现。
关键词： TMS320C6713；AIC23B；音频解码；多通道缓冲串口
       TMS320C6713(C6713)是业界流行的一款高性能的32 bit浮点DSP，在255 MHz时钟主频下，其最高执行速度可达1 800 MIPS。C6713拥有丰富的片内资源，其多功能串口不仅可以配置成标准串口的全双工串行通信模式，还能配置成SPI模式,适应于多种应用。TLV320AIC23B是一款高性能立体声的编解码器(简称AIC23B)，内部的ADC和DAC采用Sigma-Delta技术，采样率支持8 kHz~96 kHz，数据传输能配置成16、20、24和32 bit。AIC23B还提供了麦克风输入，左右两通道线性输入、线性输出及耳机输出。本文详细介绍AIC23B的电路连接和软件设计。利用C6713的McBSP1配置AIC23B的内部寄存器，利用McBSP0与AIC23B进行数据传输。系统采集外部语音信号,采集数据通过C6713处理后送到AIC23B转换成模拟信号。
1 TLV320AIC23B 原理
     AIC23B是TI公司出品的一款高品质立体声音频编解码芯片，其与处理器有两个连接口：控制口和数据口，它们都能与C6713的McBSP(Multichannel Buffered Serial Port)无缝连接。内置耳机输出放大器，支持MIC 和LINE IN 两种输入方式，输入和输出都具有可编程增益调节。AIC23B 的模数转换和数模转换部件高度集成在芯片内部,ADC和DAC的信噪比分别可达到90 dB 和100 dB。同时，AIC23B还具有很低的能耗， 回放模式下功率仅为23 mW，省电模式下更是小于15 μW[1]，其特性如下：
     ·∑-△过采样技术;
　 ·采样速率：8 kHz～96 kHz;
　 ·数据格式：16 bit、20 bit、24 bit、32 bit;
　 ·信噪比(NSR)：90 dBA(96 kHz);
　 ·省电模式设置;
　 ·包含麦克风输入、立体声输入、耳机输出(带耳机放大器)、立体声输出;
　 ·1.42 V～3.6 V内核电压;
　 ·2.7 V～3.6V缓冲器和模拟电路供电电压;
　 ·兼容TI的McBSP协议。
      AIC23B的引脚图如图1所示，主要有模拟输入输出通道、芯片控制口、芯片数据口、时钟接口等。主机通过控制口(CS、MODE、SDIN、SCLK)配置AIC23B寄存器，控制口根据MODE可配置成两种模式：SPI模式和2-Wire模式。本文采用SPI模式，如表1所示。图2为SPI模式时控制口的时序图，B15～B9为AIC23B内部寄存器的7位地址，B8～B0为AIC23B寄存器的9 bit数据。主机通过AIC23B的数据口与其交换数据，数据接口有4种模式：右对齐模式、左对齐模式、IIS模式、DSP模式，四种模式都是先传左通道的数据后传右通道的数据。本文采用DSP数据传输模式与C6713的McBSP相连，在这种方式下，AIC23B 可以很方便地与DSP的McBSP接口无缝相接，LRCIN及LRCOUT必须与DSP的McBSP 的帧同步信号相连。从LRCIN或LRCOUT的下降沿开始传送数据，第1个数据字是左声道的数据字，紧跟其后的是右声道的数据字，输入字长由寄存器IWL设定[2]。图3为DSP模式下数据传输的时序图[3]。