基于ARM的MP3播放器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

引言

　　MPEG（ Moving Picture Experts Group） 是運(yùn)動(dòng)圖像專家組的英文縮寫。MP3 是MPEG Audio Layer??3的縮寫， 即MPEG 第3 層音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)， 使用MP3 標(biāo)準(zhǔn)對音頻數(shù)據(jù)編碼既可以獲得較大的音樂數(shù)據(jù)壓縮比，又可以得到較好的音樂回放質(zhì)量。國內(nèi)外現(xiàn)有的MP3 解碼方案實(shí)現(xiàn)有2 種方案： 硬件和軟件解碼。利用專用解碼芯片的硬件解碼， 其靈活性不好， 并且硬件解碼芯片的價(jià)格昂貴?；?a target="_blank">DSP 或ARM 等處理器開發(fā)平臺的軟件解碼， 擴(kuò)展新能好， 性價(jià)比高。

　　ARM（ Advanced RISC Machines） 既可以認(rèn)為是一個(gè)公司的名字， 也可以認(rèn)為是對一類微處理器的通稱， 還可以認(rèn)為是一種技術(shù)。目前， 采用ARM 技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)（IP）核的微處理器， 即通常所說的ARM 微處理器， 已遍及工業(yè)控制、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場基于ARM 技術(shù)的微處理器應(yīng)用約占據(jù)了32 位的RISC 微處理器75% 以上的市場份額， ARM技術(shù)正在逐步滲入到我們生活的各個(gè)方面。

　　本文采用了ARM 微處理器作為整個(gè)音頻播放系統(tǒng)的控制和管理單元。出發(fā)點(diǎn)即為研究數(shù)字音頻技術(shù)在ARM 嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用， 結(jié)合數(shù)字音頻和ARM嵌入式系統(tǒng)這兩個(gè)前沿技術(shù)， 設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARM 嵌入式系統(tǒng)的數(shù)字音頻播放系統(tǒng)。

　　1 系統(tǒng)的總體方案

　　本文介紹一種基于ARM LPC2131 的新式MP3 播放器設(shè)計(jì)， 這種設(shè)計(jì)思路是以LPC2131 控制器為核心，來協(xié)同音頻解碼模塊和音樂文件存取模塊。這樣可以克服現(xiàn)在市場上MP3 價(jià)格高昂和音質(zhì)之間的矛盾， 并且具有海量存儲的優(yōu)點(diǎn)。總體設(shè)計(jì)方案如圖1 所示， 是以ARM LPC2131 作為控制器來控制音頻解碼模塊和音樂文件存取模塊。

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圖1 系統(tǒng)總體圖

　　2 硬件設(shè)計(jì)

　　2. 1 音頻解碼模塊設(shè)計(jì)

　　音頻解碼模塊包含一個(gè)高性能， 自主產(chǎn)權(quán)的低功耗DSP 處理器核VS_DSP4, 工作數(shù)據(jù)存儲器， 為用戶應(yīng)用提供5 KB 的指令RAM 和0. 5 KB 的數(shù)據(jù)RAM。串行的控制和數(shù)據(jù)接口 , 4 個(gè)常規(guī)用途的I/ O 口， 1 個(gè)UART, 也有1 個(gè)高品質(zhì)可變采樣率的ADC 和立體聲DAC, 還有1 個(gè)耳機(jī)放大器和地線緩沖器。

　　2. 2 音樂文件存取模塊設(shè)計(jì)

　　CH375 的USB 主機(jī)方式支持并行接口和串行接口。在USB 主機(jī)方式下， CH375 支持各種常用的USB全速設(shè)備， 外部A RM 需要編寫固件程序按照相應(yīng)的USB 協(xié)議與USB 設(shè)備通信。但是對于USB 存儲設(shè)備， CH375 內(nèi)置了相關(guān)協(xié)議， 通常情況下， 外部ARM不需要編寫固件程序， 就可以直接通信， 其原理設(shè)計(jì)圖如圖2 所示。

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圖2 音樂文件存取模塊