摘  要: 介绍了MICRONAS INTERMENTALL公司出品的MP3解码芯片组MAS3507D和DAC3550A的特性、内部结构及其具体应用。

　　关键词: MP3解码芯片组  特性  结构  应用

1 MP3概述

　　作为一场堪称音乐工业的千禧年风暴，MP3音乐已通过互联网络，以雷霆万钧之势席卷全球，给数字音频领域带来了一股新的冲击。MP3是MPEG Layer3的缩写，它是一种超级声音文件的压缩方法。MPEG由音频和视频两部分组成，可以分别进行压缩。MPEG在音频上压缩分为MPEG Layer1、MPEG Layer2、MPEG  Layer3，其中MP3具有最高的压缩比12:1。在一般没有压缩数据的情况下，音频被数字化时，采样频率必须在实际声音最高频率的2倍以上。在CD中，声音最高频响是20kHz，采样频率定为44.1kHz，16位量化。要获得CD音质的立体声，每秒钟的数据量将超过1.4Mbit。采用MP3压缩，数据量可以缩小到1/12，音质却没有损失。如果再进一步压缩数据量到1/24或更多，依然可以维持相当好的音质，比起通过降低采样频率、缩短采样深度的方法要好得多。

　　采用MPEG音频压缩方法，获得与CD 一样的音质。要求的典型数据如表1所示。

    在MPEG音频编码模式中，MP3功能最强大。在同样的音质条件下，MP3需要的数据量最小。在同样的数据量条件下，MP3音质最好。

　　MP3作为高质量音乐压缩标准，正在进入越来越多人的生活。在因特网上，MP3已成为事实标准，有众多可供下载MP3音乐文件的站点。今天，有数以千计的艺术家以MP3文件格式发布他们的音乐作品，并不断涌现MP3编解码软件和硬件设备。MAS3507D和DAC3550A解码芯片组是专为便携式系统而设计的，并且采用了超大规模集成电路和超低功耗省电模式设计。

　　对于便携式系统，主要考虑的是其体积小巧、低功耗、高容量、低价格。MP3播放机主要结构如图1所示。

2 MP3解码芯片组内部结构

　　MAS3507D和DAC3550A是MICRONAS INTERMENTALL公司专为个人音频播放器以及MP3因特网音频播放器设计的芯片组。MAS3507D在一块芯片上嵌入了RISC DSP CORE，除此之外还有电源管理器(POWER MANAGEMENT)、程序存储器(INTERNAL ROM)、时钟管理器(CLOCK MANAGEMENT)、音频基带处理器(BASEBAND PROCESSOR)，并有I²S、I²C、PIO等多种接口。MAS3507D的强大功能，使它可以轻松完成MP3音频解码，内部结构如图2所示。DAC3550A是与MAS3507D匹配的高质量的多采样率DAC，可支持采样率为8kHz到50kHz，具有内部振荡器和耳机放大器，它把MP3播放机结构中的后两部分集成在了一起，使之结构更紧凑。并且它还利用了MICRONAS   INTERMETALL独特的多位∑-△技术，使D/A转换具有高线性、出色的S/N(可达103dBA)。其内部结构如图3所示。

3 MP3解码芯片组性能特点

3.1 MAS3507D的性能

　　MAS3507D是单芯片解码芯片，片上具有MPEG  Layer2/3音频解码可供选择使用，可支持音频广播和基于存储器的多媒体回放应用。

　　数据处理是由高性能的RISC  DSP内核完成的，并具有嵌入式存储器，通过下载软件还可实现CELP语音解码和ADPCM编/解码。

　　串行异步MPEG数据流输入，具有CRC检测及MPEG 帧同步检测，并有相应的辅助状态数据输出。

　　完备的电源管理，具有内置的升压变换器，工作电压范围很宽，1.6V～3.6V均可正常工作，可由两节电池来供电，功耗极低。在3V工作电压情况下，当f_s≤12kHz时，系统功耗低于53mW;当f_s<24kHz时，功耗为90mW;当f_s>24kHz时，功耗为165mW，并且还具有自动Power-off功能，非常适合于便携式MPMan。

　　集成I²S的音频输出，可方便地与DAC3550A连接，也可与其它低价格、低功耗、高品质的DAC连接，并可改变输出的数据格式。

　　集成了数字、音量、立体声、声道混合、低音和高音控制。

3.2 DAC3550A的性能

　　DAC3550A是与MAC3507D匹配的音频DAC，内部集成了立体声耳机放大器和单声道扬声器放大器，信噪比可达103dBA;内置时钟振荡器并有时钟输出提供给MAS3507D，支持采样率8kHz到50kHz;具有I²S总线音频输入和I2C控制总线;宽电压设计，支持2.7V到5.5V和低功耗模式。

4 应用

　　MAS3507D和DAC3550A的出现，使MP3的硬件解码变得更容易，噪声降至最低，使应用工程师的产品软、硬件设计变得更简单，产品设计周期大大缩短。应用MAS3507D和DAC3550A解码设计的MP3便携式系统其主板的基本电路框图如图4所示。

　　通过MCU软件的设计，可使本已在MAS3507D中存在的功能能在面板上体现，方便地供用户使用。整机的操作可设置电源开关、随机播放、音乐简介播放、重复播放、快进、后退、音量调节、高低音调节、曲目预览等。MP3解码芯片组强大功能的体现，可以使MP3便携式系统成为一个性价比较高的优秀产品。

参考文献

1 Micronas Intermentall Data Book，1999.7

2 MP3 技术及系统构成.电子产品世界，1999(9)

3 Electronics Systems Technology&Design，1999(4)