1、MAX9217/MAX9218：音頻數據在視頻鏈路中的傳輸    MAX9217/MAX9218串行器和解串器芯片組通過一對兒雙絞線LVDS鏈路實現視頻數據傳輸，廣泛用于汽車和工業應用領域。視頻信號的每一幀總是存在消隱周期，可以利用這些周期“承載”音頻數據。在本應用筆記中，我們討論音頻數據的傳輸格式，視頻鏈路發送數據的方法以及系統實現的具體實例。簡介MAX9217/圖1.MAX9217/MAX9218的視頻鏈路設置圖2.串行鏈路的視頻數據和控制數據格式數字音頻數據類型和傳輸格式數字音頻數據有多種不同格式。我MAX9217/MAX9218 串行器和解串器芯

2、片組通過一對兒雙絞線LVDS 鏈路實現視頻數據傳輸，廣泛用于汽車和工業應用領域。視頻信號的每一幀總是存在消隱周期，可以利用這些周期“承載”音頻數據。在本應用筆記中，我們討論音頻數據的傳輸格式，視頻鏈路發送數據的方法以及系統實現的具體實例。簡介MAX9217/圖1. MAX9217/MAX9218的視頻鏈路設置圖2. 串行鏈路的視頻數據和控制數據格式數字音頻數據類型和傳輸格式數字音頻數據有多種不同格式。我們討論3種最常用的格式：采樣數字音頻(PCM)、MPEG層3音頻(MP3) 2和ATSC數字音頻壓縮標準(AC3) 3。PCM數字音頻是CD ROM或DVD采用的數據格式。對左右聲道的音頻信號采

3、樣得到PCM數字信號，采樣率為44.1kHz，精度為16位或32位。因此，精度為16位時，PCM音頻數據速率為1.41Mbps；32位時為2.42Mbps。一張700MB CD可保存大約60分鐘的16位PCM數據格式的音樂。MP3是MP3播放器采用的音頻格式，對PCM音頻數據進行壓縮編碼。立體聲MP3數據速率為112kbps至128kbps。對于這種數據速率，解碼后的MP3聲音效果與CD數字音頻的質量相同。AC3是數字TV、HDTV和電影數字音頻編碼標準。立體聲AC3編碼后的數據速率為192kbps。為了恢復音頻信號，可將編碼后的音頻數據送入音頻解碼器芯片，該芯片生成PCM數字數據，傳送至音頻

4、DAC，最終恢復成模擬音頻信號。相反，沒有編碼的數字音頻數據可以直接送入音頻DAC。(下面詳細說明這種類型的系統實現。)編碼或解碼音頻數據的常用串行音頻數字接口是Inter-IC音頻總線(I2S) 4。圖3所示為I2S接口配置和時序圖。每個音頻字的邊界由信號WS標識。在我們的應用中采用配置模式1。在SCK信號的上升沿，數據被鎖存至接收器，但是當SCK保持低電平時，不接收數據。圖3. I2S接口配置和時序.使用MAX9217和MAX9218之間的串行鏈路仿真I2S接口，可以將音頻數據從圖形控制器一端傳送至遠端。我們將控制位C3和C4分別分配給SD和WS信號。對于SCK時鐘，如果要發送PCM數字音

5、頻，可以直接使用MAX9218恢復的像素時鐘PCLK_OUT。對于傳送MP3或AC3音頻，可采用控制位C5為SCK時鐘生成一半或較低速率的像素時鐘。圖4顯示了這兩種情況的時序波形。為防止接收器溢出，大部分I2S接口需要進行節流控制，連續發送數據時，可以將SCK置低，直接實現節流控制。圖4中Case 1，工作期間SCK信號無法置低，可以使用片選引腳/CS關閉接收器。在這種情況下，圖4中的Case 1將C6分配給/CS信號。圖4. I2S接口的控制數據位波形消隱比和音頻數據吞吐率由于音頻數據是通過視頻信號的消隱周期傳輸的，我們需要確定給定像素頻率fP下行消隱比和場消隱比。圖5所示為顯示面板上的行消

6、隱和場消隱周期。圖5. 行消隱和場消隱以RL表示行消隱比，RF表示場消隱比，由圖5所示，我們可以按以下各式計算這些比值：RL = (I1 + I2) / L和RF = (f1+ f2) / F由此得到音頻數據吞吐率RA，即：RA = (RFF + (1 - RF) RLL) fP其中F和L是消隱周期中的音頻數據傳輸利用率。利用率是指整個消隱周期中，音頻數據傳輸所占的比例，是節流控制的結果。作為一個實例，表1所示參數為3種類型的音頻數據設置數據速率。表1. 不同類型音頻數據的消隱參數設置Audio Data TypefPRARBData Rate16-Bit PCM Audio Data350.

7、020.0381%82%1.41MbpsMP317.50.010.0135%38.5%128Kbps*AC317.50.010.0150.3%60%192Kbps*.*注：MP3和AC3音頻數據都含有頭文件?？紤]到這些信息后，實際的編碼數據速率會稍高一些2, 3。系統實現要在面板端播放音頻信號，我們需要將PCM數據送至音頻DAC或解碼MP3和AC3數據，然后將其送至音頻DAC。由于沒有反向通道將握手信號回送給控制器，解碼器主機時鐘必須與像素時鐘同步，以防止數據上溢或下溢。圖6所示為編碼和未編碼數據音頻重放的系統結構圖。圖6. 面板端音頻重放實現在上述結構圖中，采用了3次I2S接口。從左邊開始，第一和第二個I2S接口的數據速率相同，能夠達到35MHz。第三個接口MAX9850 DirectDrive耳機放大器5接口，速率固定為音頻采樣率的倍數。時鐘SCK2送入MAX9491多路時鐘發生器6，它產生解碼器、FIFO和MAX9850的同步時鐘。MAX9491提供包含OTP的兩個可編程PLL，是本應用的理想頻率合成器。Case 1適用于提供解碼PCM音頻數據的圖形控制器，Case 2用于面板端壓縮數據的解碼。Case 1的節流控制由/CS引腳實現，Case 2中通過空閑SCK時鐘實