發(fā)布時(shí)間：2020-05-19 17:54

【摘要】：本文論證了如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)USB聲卡。在本文中以USB音頻類設(shè)備規(guī)范和定義以及協(xié)議的基礎(chǔ)知識(shí)介紹開始,之后確定了USB聲卡的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。在此基礎(chǔ)之上確定了電路的功能模塊圖,最終根據(jù)功能模塊圖選定了實(shí)現(xiàn)聲卡的硬件集成電路以及聲卡的電路。最后基于USB聲卡規(guī)格以及USB音頻類設(shè)備協(xié)議完成了軟件部分設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)的硬件電路是以帶有12C接口和外部RAM拓展接口的微處理器(MCU) CY7C67300和可編程門陣列(FPGA) FLEX10K以及PCM音頻編解碼功能芯片UDA1342組合而成。CY7C67300負(fù)責(zé)與USB主機(jī)進(jìn)行通信,包括響應(yīng)主機(jī)的請(qǐng)求、報(bào)告設(shè)備描述符、傳輸音頻數(shù)據(jù)流等；FLEX10K用于音頻信號(hào)的處理,以及主機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)處理；UDA1342內(nèi)部有16位的ADC和DAC,負(fù)責(zé)PCM碼的編解碼即把數(shù)字音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成模擬信號(hào)輸出給耳機(jī)或是音箱以及把MIC輸入的模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號(hào)送給主機(jī)。并且它附帶有靜音和音量調(diào)節(jié)功能,收到由FPGA送來(lái)控制數(shù)據(jù)后進(jìn)行音量調(diào)節(jié)和靜音控制。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了通過(guò)USB總線傳輸音頻數(shù)據(jù)完整聲卡功能。由于USB聲卡處于機(jī)箱外部避免了計(jì)算機(jī)機(jī)內(nèi)部的干擾并且以16位的編解碼處理使音質(zhì)更加完美。另外也實(shí)現(xiàn)了主機(jī)控制和聲卡外接按鍵控制兩種音量調(diào)節(jié)和靜音功能。 本設(shè)計(jì)可以選用功能更強(qiáng)MCU配合Audio Codec IC不選用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)聲卡功能,但是在實(shí)際的硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)候確著重考慮了利用FPGA擔(dān)當(dāng)更多的功能,減少M(fèi)CU的作用,其更深遠(yuǎn)的目的在于通過(guò)硬件電路的驗(yàn)證和性能測(cè)試確定了更多的電路架構(gòu)的可行性和穩(wěn)定可靠性。從而可以以此為參考完成單芯片USB聲卡驅(qū)動(dòng)IC的電路設(shè)計(jì)。
【圖文】：

2.4USB聲卡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前面介紹了USB聲卡的工作原理，以此為基礎(chǔ)并考慮到本聲卡的設(shè)計(jì)的規(guī)格確定了本設(shè)計(jì)的USB聲卡的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖2一2。本設(shè)計(jì)中接口(Interfaee)、終端(Terminal)、單元(Unit)配置如下:.四個(gè)接口分別IF#O:音頻控制接口;工F#1、工F#2音數(shù)據(jù)頻流接口;工 F#3HID接口。.四個(gè)端點(diǎn)，， EndPoint#0;EndPoint#l;EndPoint#2;EndPoint#3分別與工F#O;IF#1;IF#2;IF#3配置在一起。.四個(gè)輸終端:TIDI、TID4是輸入終端;T工D2、T工DS是輸出終端。.兩個(gè)特征單元FU:UID3U工D6分別對(duì)輸出音頻和MIC輸入音量進(jìn)行大小調(diào)節(jié)，以及靜音控制二\，_廠廠—一一一一一一一一一一一一一………End一POin·#O… 00 llllllllllllllllllll lllllEnd一Point#1{一一函布石--曰{{‘翅姐二旦址二她二運(yùn)e--」ITTIDI_oT_了ID2 Analogout〔二李廣—一一一一一一一一一一一一End一POint材2(IF#2)盯TIDS工TTID4 AnalogIN乍二樸 udioStreamInterfaC‘________一_____J(IF#0) AudioControlInterfaeeEnd一Point#3(IF#3) HIDInterfaee一Jse||||||圖2一 2USB聲卡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

UsB聲卡設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第三章硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)傳輸中輸入輸出碼流的速度匹配和同步問(wèn)題;USB主機(jī)請(qǐng)求響應(yīng)和執(zhí)行問(wèn)題。音頻信號(hào)模擬和數(shù)字轉(zhuǎn)換問(wèn)題。3.2.2功能原理框圖的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)針對(duì)這些問(wèn)題的解決確定了硬件電路的功能原理結(jié)構(gòu)如圖3一1。電路主要由6部分構(gòu)成:USBInterfaee;USBPr。t。eolContr。1;MemoryInterfaCe:CloekGenerate;FouneionController;A況/DACInterfaee;
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TP334.7

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 楊晶晶;江春華;;USB HID設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2006年17期

2 黃曉敏;朱光喜;;嵌入式USB從設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2007年11期

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本文編號(hào)：2671259