基于CCM601V1P5与CCM9407高采样率多声道USB电脑声卡的设计方案

2021-9-16 18:45

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一、概述

USB电脑声卡的设计是什么？它是一个基于DSP CCM601V1P5与 MCU CCM9407的USB电脑声卡。这是创成微推出的专业声卡应用。非常适合各种直播场合。

声卡方案使用场景

audio Stream Input/Output (ASIO) is a computer sound card driver protocol for digital audio specified by Steinberg, providing a low-latency and high fidelity inteRFace between a software application and a computer's sound card.

ASIO是由德国Steinberg公司所提出的音频流输入输出标准，它为音频应用软件和电脑声卡之间提供了低延时和高音质的接口

最低延时：3ms (48kHz 8 samples)

注：CCM专业声卡方案支持ASIO.

驱动软件

Standard Windows sound interfaces:

MME, DirectSound, WASAPI.

标准windows音频接口：MME、DirectSound、WASAPI

Stereo and multi-channel playback and recording

sound devices.

立体声或多声道播放和录音设备

Bit-perfect playback and recording through WASAPI.

通过WASAPI高品质比特级保真播放和录音

Virtual input and output channels.

虚拟软件输入输出通道

Mixer matrix for all input and output channels.

所有输入和输出通道的混频器矩阵、跳线面板、音频路由

技术特点

这个USB声卡包含以下特性和功能：

1. 支持第三方ASIO驱动软件；

2. 高采样率可达192K

3. 高分辨率

4. 多通道输入输出：

麦克风输入 *2

伴奏输入 *2

耳机输出 *1

伴奏输出 *1

直播接口 *2

5. 多ASIO通道

支持4进4出

二、器件介绍

1、DSP：CCM601V1P5概述

CCM601V1P5是一款集高性能MCU、DSP和音频Codec于一体的高性能芯片。

特性

u 内核和存储

Ø 32 位 RISC 架构 MCU 内核,频率高达 122.88MHz

Ø 内置 256KByte SRAM

Ø 内置 16Mbit SDRAM 用作 DSP 算法

Ø SWD调试接口

u 音频

Ø 2 路 Audio-ADC， SNR≥90dB，ADC 采样率支持最高支持96kHz

Ø 2 路 Audio-DAC， SNR≥90dB，DAC 采样率支持最高支持96kHz

Ø 全双工 I2S， 48~192kHz 采样率，最大有效位宽 32bits

Ø S/PDIF 接口，支持接收或发送（半双工）

u 电源和时钟

Ø 芯片外供 3.3V 和 1.3V

Ø 外部晶振输入范围 6~40MHz

u 外设

Ø USB Device，支持 12 个端点

Ø 标准 SPI Master 接口频率高达73MHz

Ø 支持 4 路 PWM，支持单次 PWM 模式和周期 PWM 模式，支持输入捕捉功能

Ø ADC 采样频率高达 200kHz

u 音频算法支持

Ø 反馈控制、混音器/选择器

Ø 自动增益控制、压限器、扩展器

Ø 混响、均衡器、激励器、 3D 环绕

Ø 动态处理器、延时、交叉淡入淡出

u 固件烧录和保护

Ø 支持调试器、专用烧录器或 Flash、Burner Lite 烧录 Flash

Ø Bootloader 支持 4 种启动方式

Ø 芯片 32bit unique ID

引脚定义

封装尺寸

MCU：CCM9407

概述

CCM9407是基于Arm cortex-m7内核的处理器

特性

16kB L1指令缓存
16kB L1数据缓存
支持VFPv5架构的全功能浮点单元(FPU)
支持Armv7-M Thumb指令集
集成MPU，多达16个独立保护区域
可达128kb的I-TCM和D-TCM
频率高达500 MHz
Cortex M7 CoreSight™组件集成用于调试
启动ROM (96kb)
片上RAM (128kb)
可配置RAM大小高达128 KB与CM7 TCM共享

外部存储器接口

支持XIP的并行NOR FLASH

单/双通道四线SPI FLASH XIP支持

定时器和脉宽调制

两个通用可编程定时器

4通道通用32位分辨率定时器

四个周期中断定时器

通用32位分辨率定时器

4 通道通 16 位分辨率定时器

个同步音频接口(SAI)模块，支持I2S、AC97、TDM和编解码/DSP接口

集成了 USB 2.0的 OTG 控制器PHY连接

三、整机系统流程