专利名称：移动音频处理器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及音频信号处理技术，特别涉及一种用于便携式设备的移动音频处理器。
背景技术：
现在的手机基本上已经全面进入了和弦铃声时代。和弦发声一般采用音乐设备数字接口方式(MIDI)发声，这是一种传统乐器与电子乐器之间的接口协议，其规定了乐器种类、音调、发声时间、长度等信息的记录格式。声音还原设备(例如PC机的声卡)读取MIDI文件中的数据，并将具体的声音还原和播放出来。由于MIDI文件仅对乐曲演奏信息进行记录，因此只占用很少的空间，一般几到几十KB，非常适合如手机这种存储空间非常有限的便携式移动设备。
在诸如手机之类的便携式移动设备中，一般都采用一块专用音频处理芯片来处理MIDI数据文件，与PC机的声卡相比，其集成度非常高，但是功能相对单一。在便携式移动设备中，往往采用频率调变(FM)方式来还原MIDI音频，该方式利用乐器的振动发声原理对声音进行合成，并模拟还原出各种乐器的声音，但是声音效果一般。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于便携式设备的移动音频处理器，其具有出色的音频处理能力和声音还原能力，并且带有均衡功能。
本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现一种移动音频处理器，包含外部接口单元，用于接收外部CPU传送的数据和地址信号；通过总线与所述外部接口单元相连的FIFO存储单元，包括分别存储外部CPU提供的MIDI数据、ADPCM数据和声音数据的第一FIFO存储单元、第二FIFO存储单元和第三FIFO存储单元；接入所述总线的控制寄存器组，其对数据从所述外部接口单元向所述FIFO存储单元的写入进行控制；存储波表的只读存储单元；与所述FIFO存储器和只读存储单元相连的主控单元，其利用所述波表从MIDI数据合成相应的数字信号，并将所述数字信号与ADPCM数据和声音数据混合生成数字声音信号；输入端与所述主控单元相连的第一和第二数/模转换单元，其将所述主控制单元输出的左右声道数字声音信号转换为相应的模拟信号；输入端分别与所述第一和第二数/模转换单元输出端相连的第一和第二放大器以及输入端同时与所述第一和第二数/模转换单元输出端相连的第三放大器。
比较好的是，在上述移动音频处理器中，所述主控单元包括数字信号处理器和动态随机存储器，其中，所述数字信号处理器包括通过内部总线相连的声音合成引擎和音效增强器，分别负责利用所述波表从MIDI数据合成相应的数字信号和将所述数字信号与ADPCM数据和声音数据混合生成数字声音信号，所述动态随机存储单元与所述声音合成引擎和音效增强器相连。
比较好的是，在上述移动音频处理器中，进一步包括锁相环电路和时序产生器，其中，所述锁相环电路的输入端与外部时钟信号相连，输出端与所述时序产生器相连，所述时序产生器以所述锁相环电路输出的锁相信号为基准产生所述移动音频处理器的内部时序信号。
比较好的是，在上述移动音频处理器中，进一步包括与所述数字信号处理器相连的控制信号接口单元，其产生控制发光二极管、振动器和背光光源的信号。
比较好的是，在上述移动音频处理器中，所述第三放大器为差分放大器，并且进一步包括基于差分放大方式的第四放大器和第五放大器，其中，所述第三放大器的反相输入端、第四放大器和第五放大器的输出端共接于所述第一和第二数/模转换单元的输出端，所述第三放大器的正相输入端与第五放大器的正相输入端共接，所述第四放大器的正相输入端与基准电压相连，所述第三放大器的输出端、第四放大器的反相输入端和第五放大器的反相输入端通过外部元件相连，所述第四放大器的输出端与反相输入端之间连接可变电阻器，所述第五放大器的输出端与反相输入端之间连接可变电阻器。
本实用新型的移动音频处理器集成了混音器、均衡器以及扬声器和耳机放大器，非常适用于移动电话、PDA和其它便携式产品。此外，内置与MIDI兼容的波表合成器支持MIDI播放和ADPCM播放，提高了声音回放的效果。最后，由于内置三个FIFO存储单元来存储要播放的声音数据、MIDI信息和ADPCM声音数据，因此大幅度减少了主控单元的负荷。
图1为按照本实用新型较佳实施例的移动音频处理器结构示意图。
具体实施方式
以下借助附图描述本实用新型的较佳实施例。
图1所示的移动音频处理器主要包括外部接口单元1、第一FIFO存储单元2a、第二FIFO存储单元2b和第三FIFO存储单元2c、控制寄存器组3、只读存储单元(RMO)4、主控单元5、第一和第二数/模转换单元6a和6b、第一和第二放大器7a和7b、第三放大器8a、第四放大器8b和第五放大器8c。
外部接口单元1负责管理外部CPU(未画出)与处理器内部其它单元之间的信号传输。如图1所示，其与外部CPU的相连的引脚包括ILE、WR、RD、D[7:0]、IRQ、CS，其中，引脚D[7:0]上可并行传输8位信号，其可在引脚ILE电平的控制下完成地址/数据分时复用，即，当当ILE＝‘0’时，引脚D[7:0]上传输数据信号，当ILE＝‘1’时，引脚D[7:0]上传输地址信号。WR为写选通信号，RD为读选通信号，CS为移动音频处理器片选信号。
参见图1，FIFO存储单元2a～2c通过总线与外部接口单元1相连，它们在下面将要描述的控制寄存器组的控制下，分别存储外部CPU提供的MIDI数据、ADPCM数据和声音数据。控制寄存器组也接入总线，从而实现数据从外部接口模块至3个FIFO存储单元的写入操作。
值得指出的是，FIFO存储单元2a～2c可以是物理上独立的存储装置，也可以是存储器内不同的存储区域，至于采用何种方式实现对本实用新型无实质性的影响。为了提高音效和音质，本实用新型的移动音频处理器采用波表方式合成MIDI信息，为此，将波表存储在只读存储单元4内。
如图1所示，主控单元5与FIFO存储单元2a～2c和只读存储单元4相连，其包括数字信号处理器(DSP)5a和动态随机存储器5b，其中，数字信号处理器5a包括通过内部总线相连的声音合成引擎和音效增强器，分别负责利用波表从MIDI数据合成相应的数字信号和将数字信号与ADPCM数据和声音数据混合生成数字声音信号，动态随机存储单元5b与声音合成引擎和音效增强器相连，存储声音处理过程中的各种数据。
参见图1，第一和第二数/模转换单元(DAC)6a和6b为16位数模转换器，其输入端与主控单元5的数字信号处理器5a相连，其将数字信号处理器5a输出的左右声道数字声音信号转换为相应的模拟信号。第一和第二放大器7a和67b的输入端分别与第一和第二数/模转换单元6a和6b的输出端相连，负责放大左右声道的模拟信号并经输出端HPOL和HPOR向耳机提供驱动信号。
如图1所示，放大器8a～8c为差分放大器，其中第三放大器8a的反相输入端、第四放大器8b和第五放大器8c的输出端共接于第一和第二数/模转换单元6a和6b的输出端，第三放大器8a的正相输入端与第五放大器8c的正相输入端共接，第四放大器8b的正相输入端与基准电压VREF相连，第三放大器8a的输出端MixOUT、第四放大器8b的反相输入端MixINR和第五放大器8c的反相输入端MixINL通过外部元件相连从而实现均衡器的功能，以进行幅频响应的校正，此外，第三放大器8a的输出端MixOUT可与手机扬声器相连以提供驱动信号。第四放大器8b的输出端与反相输入端之间连接可变电阻器，第五放大器8c的输出端与反相输入端之间连接可变电阻器。
本实用新型的移动音频处理器内建有锁相环(PLL)电路9，其输入端与外部时钟信号CLK相连，输出端与时序产生器10相连以输出稳定的基准信号。时序产生器11以锁相环电路9输出的锁相信号为基准产生内部时序信号供移动音频处理器内部的其它单元使用。
为了减少外部器件和成本，本实用新型的移动音频处理器还集成了发光二极管控制、振动控制和背光控制功能。如图1所示，主控单元5的数字信号处理器5a与发光二极管控制接口11a、振动器接口11b和背光亮度控制接口11c相连，从而分别控制发光二极管、振动器和背光光源。
为了应用于移动电话和PDA等设备，本实用新型的移动音频处理器采用LPCC封装。
以上借助实例对本实用新型作了详细描述，但是应该理解的是，上述描述仅具有示意性质，不应理解为对本实用新型范围和精神的限定，对于本领域内的普通技术人员来说，在上述实例的基础上，无需经过创造性的劳动即可提出各种修改或改动，因此本实用新型的范围和精神由权利要求予以限定。
权利要求1.一种移动音频处理器，其特征在于，包含外部接口单元，用于接收外部CPU传送的数据和地址信号；通过总线与所述外部接口单元相连的FIFO存储单元，包括分别存储外部CPU提供的MIDI数据、ADPCM数据和声音数据；接入所述总线的控制寄存器组，其对数据从所述外部接口单元向所述FIFO存储单元的写入进行控制；存储波表的只读存储单元；与所述FIFO存储单元和只读存储单元相连的主控单元，其利用所述波表从MIDI数据合成相应的数字信号，并将所述数字信号与ADPCM数据和声音数据混合生成数字声音信号；输入端与所述主控单元相连的第一和第二数/模转换单元，其将所述主控制单元输出的左右声道数字声音信号转换为相应的模拟信号；输入端分别与所述第一和第二数/模转换单元输出端相连的第一和第二放大器以及输入端同时与所述第一和第二数/模转换单元输出端相连的第三放大器。
2.如权利要求1所述的移动音频处理器，其特征在于，所述主控单元包括数字信号处理器和动态随机存储器，其中，所述数字信号处理器包括通过内部总线相连的声音合成引擎和音效增强器，分别负责利用所述波表从MIDI数据合成相应的数字信号和将所述数字信号与ADPCM数据和声音数据混合生成数字声音信号，所述动态随机存储单元与所述声音合成引擎和音效增强器相连。
3.如权利要求1或2所述的移动音频处理器，其特征在于，进一步包括锁相环电路和时序产生器，其中，所述锁相环电路的输入端与外部时钟信号相连，输出端与所述时序产生器相连，所述时序产生器以所述锁相环电路输出的锁相信号为基准产生所述移动音频处理器的内部时序信号。
4.如权利要求3所述的移动音频处理器，其特征在于，进一步包括与所述数字信号处理器相连的控制信号接口单元，其产生控制发光二极管、振动器和背光光源的信号。
5.如权利要求4所述的移动音频处理器，其特征在于，所述第三放大器为差分放大器，并且进一步包括基于差分放大方式的第四放大器和第五放大器，其中，所述第三放大器的反相输入端、第四放大器和第五放大器的输出端共接于所述第一和第二数/模转换单元的输出端，所述第三放大器的正相输入端与第五放大器的正相输入端共接，所述第四放大器的正相输入端与基准电压相连，所述第三放大器的输出端、第四放大器的反相输入端和第五放大器的反相输入端通过外部元件相连，所述第四放大器的输出端与反相输入端之间连接可变电阻器，所述第五放大器的输出端与反相输入端之间连接可变电阻器。
专利摘要一种移动音频处理器，包含外部接口单元、通过总线与所述外部接口单元相连的FIFO存储单元、接入所述总线的控制寄存器组、存储波表的只读存储单元、与所述FIFO存储单元和只读存储单元相连的主控单元、与所述主控单元相连的第一和第二数/模转换单元、与所述第一和第二数/模转换单元输出端相连的第一和第二放大器、第三放大器。上述移动音频处理器集成了混音器、均衡器以及扬声器和耳机放大器，非常适用于移动电话、PDA和其它便携式产品。此外，内置与MIDI兼容的波表合成器提高了声音回放的效果。最后，由于内置FIFO存储单元来存储要播放的声音数据、MIDI信息和ADPCM声音数据，因此大幅度减少了主控单元的负荷。
文档编号G06F3/16GK2762269SQ20042005599
公开日2006年3月1日 申请日期2004年12月29日 优先权日2004年12月29日
发明者沈方, 宋戈, 迈克·方 申请人:方泰有限公司