语音录放芯片ISD5116特点及应用

发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:610

isd5116是isd公司最新推出的语音录放芯片。它除了具有该公司以往4000和5000系列语音芯片的特点（音质好、语音录放时间长、低功耗、信息保持时间长等）以外，更是采用了增强型的5000系列结构；它采用i2c串行总线接口，与采用mwi（微总线）接口相比，与cpu的接口减少到2条线；它增加了对数字量的存储功能，可以将诸如电话号码、系统设置、语音地址指针等参数与语音信息一起存储在芯片内部；根据应用系统的要求，通过软件设定采样频率，可使芯片录放音时间最长达到17'28"。

一、芯片封装形式及引脚功能

isd5116采用tsop和soic的封装形式（见图1），还可根据需要提供bga形式封装。芯片的引脚根据功能分为数字、模拟和电源三部分。

数字部分：

scl：i2c总线时钟信号线。

scd：i2c总线数据信号线。

rac：行地址时钟信号输出。

int：中断信号输出端。当发生溢出（ovf）或遭遇到语音结束（eom）标志时，该端变低并一直保持低电平状态，直至用"读状态"指令将其清除为止。

xclk：外部时钟输入端。一般采用片内时钟，只需将此端与vssd 相连；如必需外接时钟，则此端接一个4.096mhz的时钟源。

a0、a1：芯片i2c总线的从地址设置端。由于采用8位地址，而且最低地址位是读/写选择位（二进制形式为：1 0 0 0 0 a1 a0 ），故芯片的地址为80~87h。

模拟部分：

mic+、mic-：麦克风信号输入端。

ana out+、ana out-：语音信号输出端（注意：不使用此端时，不要将其接地）

acap：片内"自动增益控制器"电容接入端。一般接一个4.7f电容

sp+、sp-：外接扬声器端口。5116可以直接驱动一个8　扬声器，此时最大功率为23.5mw。

aux out：语音信号辅助输出端。
ana in：语音信号输入端。
aux in：语音信号辅助输入端。

电源部分：
vcca、vccd：模拟和数字部分+3v电源输入端。
vssa、vssd：模拟和数字电源接地端。

nc：无需连接端。

二、芯片结构

1.内部寄存器

5116内部具有多个用于储存地址、芯片设置等信息的寄存器。其中两个16位的芯片"设置寄存器"（cf0、cf1）控制着芯片内部各部分的功能，如声音信号的流通路径、采样频率、各种增/减率、各功能块上电/掉电以及音量设置等等。

2.存储器的组织形式

语音信息和数字量均存储在芯片内部的闪存存储器中。5116的存储器由2048行（或页）、每行（或页）2048位共4194304位的阵列组成。
存储语音信息时，行是最小可寻址单位。总共2048个行通过11位地址选定。以8khz采样频率为例，每行的录放音时间为256ms，因而芯片的记录时间为2048€?56(ms)=8'44。存储数字量时，每页的2048位被组织成32个“块”，每个块为64位，块为最小可寻址单位

注意：每个行（或页）要么是全部记录语音，要么是全部记录数字量，不能混合记录。

状态字

芯片进行操作前，有时需要了解其当前的状态，这一般通过读取芯片的"状态字来实现。5116的状态字是一个8位字节。

命令字

使芯片实现上电、开始或停止录音、信息查找等功能，需向其写入一"命令字。5116的命令字为一8位字节。

三、芯片的应用

1.硬件接口说明

由于采用i2c总线，因此5116与具备此类总线的cpu（如80c552等）的接口非常简单。

通过设置不同的从地址（a1、a0），可将多达4片5116同时挂到总线上，这样一来总的录放音时间最长可达69分钟。

由于芯片内部集成了放大、驱动和自动增益控制等电路，因此只需外接mic和扬声器就可实现语音录放，无需其它外围器件。

2.软件设计要点

录