基于ARM核的音頻解碼器單芯片系統

引 言

EP7209是世界上第一片既支持流行的MP3標準,也支持諸如Microsoft Audio等快速涌現的互聯網音頻壓縮標準的數字音頻解碼器片上系統。EP7209在74MHz下運行時其性能與基于100MHz英特爾奔騰芯片的個人計算機相同,且消耗的功率特別小：在2.5V電壓下,功耗不足170mW。它的arm核提供了一個優秀的數字信號處理器所能夠提供的處理能力,因此,互聯網音頻處理僅占用了該芯片50%的處理能力。這給嵌入式系統的設計人員留下了高達25MIPS（百萬條指令每秒）的處理能力用于實現其它功能。本文著重討論EP7209的結構、功能、接口特性等及其在嵌入式系統中的應用。

一、功能框圖及功能塊描述

圖1是EP7209的功能框圖。由圖1可知EP7209含有如下功能塊。

（1）arm720T處理器含有如下功能子塊：

①arm7TDMI CPU核。該CPU核支持Thumb指令集、核調試、增強的乘法器、JTAG以及嵌入式ICE。它的時鐘速率可編程為18MHz、36MHz、49MHz、74MHz。

② 內存管理單元（MMU）與arm710核兼容,并增加了對WindowsCE的支持。該內存管理單元提供了地址轉換和一個有64個項的轉換旁路緩沖器。

③ 提供了8KB的單一的指令和數據高速緩沖存儲器以及一個四路相聯高速緩沖存儲器控制器。

④ 寫緩沖器。

（2）38400字節的片上SRAM,可以在LCD控制器和通用應用之間共享。

（3）內存可以和高達6個獨立的擴展段接口,每個擴展段有256MB,且等待狀態可編程。

（4）27位的通用I/O,可以多路復用,以在需要時提供額外的功能。

（5）數字音頻接口（DAI）可以直接與CD音質的DAC和編解碼器相連。

（6）中斷控制器。

（7）先進的系統狀態控制及電源管理。

（8）2個16550A兼容的全雙工UART,含16字節的發送及接收FIFO。

（9）SIR協議紅外線數據編解碼器,速率最高達115.2kbps。

（10）LCD控制器,16級灰度,可編程為1、2或4位每像素。

（11）片上的啟動ROM,已固化了用于串行加載的啟動代碼。

（12）2個16位的通用定時計數器。

（13）1個32位的實時時鐘（RTC）和比較器。

（14）2個同步串行接口,用于諸如ADC等Microwire或SPI外圍器件。一個接口支持主模式和從模式,另一個僅支持主模式。

（15）完全的JTAG邊界掃描和嵌入式ICE支持。

（16）2個可編程的脈沖寬度調制接口。

（17）1個用于和1或2個Cirrus Logic CL-PS6700 PC卡控制器器件相連的接口,可支持2個PC卡插槽。

（18）振蕩器和鎖相環,用于由外部的3.6864 MHz的晶振產生內核所需要的18.432MHz、36.864 MHz、 49.152MHz或73.728MHz的時鐘。此外還有一個外部時鐘輸入端（在13MHz模式下使用）。

（19）一個低功耗的32.768kHz的振蕩器,用于產生實時時鐘所需要的1Hz時鐘。

所有的外部存儲器和外圍器件都應連接到32位的數據總線D[0:31]上,并應使用28位的地址總線A[0:27]和其它控制信號。