基于TMS320DM6446的音频系统硬件设计

韩哲鑫　伍爽

摘 要 文章以多媒体音频系统为研发背景，采用TI公司的双核（ARM+DSP）芯片TMS320DM6446，构建出低功耗、高性能的音频系统硬件平台。详细介绍了TMS320DM6446平台的系统结构，并结合其特点，分别从电源模块、存储模块、音频模块这三个方面描述了该音频系统的硬件设计。

关键词 数字音频 TMS320DM6446 硬件设计

中图分类号：TN912.2 文献标识码：A

随着计算机技术、电子技术和通信技术的迅猛发展，音频处理技术也在众多领域得到广泛应用。如通信领域中的手机、IP电话，消费类电子产品中的MP3和CD播放器以及控制领域中的语音识别、声控系统等。结合DSP强大的数字信号处理能力和ARM处理器良好的实时性能， 本文阐述了基于双核构架（ARM+DSP）芯片TMS320DM6446的音频处理系统的硬件设计，提供了有效和实用的音频处理系统方案。

1 TMS320DM6446概述

DM6446处理器是由TI应用最为广泛的TMS320C64x DSP内核与低功耗、高性能的ARM926EJ-S微处理器组成的双核应用处理器C64x系列可提供对低功耗应用的实时多媒体处理的支持；ARM926可满足控制和接口方面的处理需要。基于双核结构， DM6446具有极强的运算能力和极低的功耗。DM6446系统构成见图1。

2各模块设计

2.1电源模块

DM6446平台的一大特点就是便携和低功耗，这就对电源模块的设计提出了更高要求。在本设计中，采用TI公司的TPS65010电源IC芯片，该芯片具有集成了两个同步降压DC/DC转换器（具有集成的FET）、一个用于系统电压的12A转换器，另一个用于处理器内核的400 mA转换器。它采用了脉冲频率调制和脉宽调制开关技术，可在广泛的负载电流范围内支持97%的峰值效率和最大效率。此外，通过提供70 A的极低静态电流以及几种低功耗模式，TPS65010还可以进一步节约电池能量。TPS65010具有与I2C兼容的通信接口，支持范围介于100 kHz和400 kHz之间的频率，并可以轻松控制TPS65010充电时的各种操作模式、DC/DC转换以及低压降稳压参数。通过这款芯片，可以满足板上绝大部分芯片供电需求。

2.2存储模块

2.2.1 FLASH MEMORY

NAND Flash主要用于存储启动代码和数据，也可以存储文件系统等信息。NAND和 NOR Flash相比有许多不同点。 NAND Flash的主要优点是可集成度高，价格便宜等，但其主要缺点是数据可靠性较低，所以需要引入ECC校验等措施来提高可靠性。本系统中NAND芯片采用容量为64MB的NANDR3A。

2.2.2 DDR2存储器

DDR2存储器是整个DM6446系统的缓冲中心。系统代码运行、图像数据搬移等都要使用DDR2。本系统采用两片数据宽度为16位的DDR2存储器组成宽度为32位的数据总线。芯片采用Micro公司生产的MT47H32M16BT芯片，选型的主要原则是该芯片与很多厂商生产的不同容量的DDR2芯片都能实现管脚-管脚间的完全兼容。

DDR2存储器在时钟的上升沿和下降沿都要传输数据，所以每个时钟周期传输2个字的数据。同时DDR2采用4n预取技术，也就是当DDR2在收到DDR2读命令时，会在内部一次取出4个32位数。这4个32位数分两个时钟发送出去。对于写操作过程正好相反。

2.3音频模块

语音采集、播放模块为嵌入式视频系统的必备组件。该模块完成音频信号的采集、播放等功能。它主要由TI生产的低功耗立体声编解码芯片TLV320AIC33组成。该芯片有多个输入端口和多个可编程输出端口。基于寄存器的电源控制模块使其在48KHz DAC回路播放时系统功耗只有14mw。极低的功耗使其特别适合于嵌入式系统的应用。

AIC33输入端有数控立体声麦克风前置放大、自动增益控制和对多路输入混音处理等许多强大的功能。输出端有4路普通输出和3路差分输出。同时其DAC和ADC支持8KHz到96KHz之间的多种频率采样。

AIC33使用多种电压，其中模拟电压2.7V-3.6V，数字内核电压1.525-1.95V，数字1/0电压l.IV-3.6V。AIC33与DSP的音频端接口（ASP）相连，工作模式为全双工串行通信。

DM6446通过I2C总线对TLV320AIC33的寄存器进行单向设置，利用I2S格式进行双向声音数据的传输。利用可编程PLL1705数字锁相环向AIC33 CODEC提供18. 432 MHz的时钟，通过分频产生48 kHz和8 kHz的采样时钟。

3系统性能及应用前景

DM6446是将目标应用瞄準在嵌入式应用的高集成化的通用处理器，为其配备多种外设能适用于各种应用领域。文章给出了一套音频系统的解决方案，在该平台上实现了MP3的播放，如加入通信模块，还可以实现IP通信。

并且由于DM6446丰富的外围接口，还可以加入LCD液晶屏，利用Linux操作系统开发功能更强更直观的多媒体系统，实现娱乐、信息处理、通讯、导航、防盗、语言识别、图像显示等功能。

参考文献

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