Geek@Paris

[转]深度分析iAUDIO U3

2006-12-17
这篇文章让我知道了为什么MP3卖这么贵了……不然一直觉得亏
 
前言

  本人为一名研发工程师,从事数码产品的软/硬件开发多年。现有机会接触到一些,韩系最新的产品,能从中了解到一些与国内产品不能的地方,收益也不少了。

  相关的产品评测已经不少了,有兴趣的朋友,可以Google一下。本文名为“深度分析”,主要是从一名研发工程师的角度来看一看这类的产品,或者这样能让你看到产品的另一面。

  时间仓促,写得不到之处,恳请各位指正。谢谢!

分析内容

  1.U3的特色在哪里
    ——一个优秀的MP3播放器

  2.基本原理及分块
    ——认识U3工作原理

  3.认识U3的心脏
    ——为何U3如此强大

  4. Audio Codec(音频编解码器)
    ——为何有如此的大功率输出

  5. 显示屏
    ——如此的精细的显示

  6.电源管理
    ——方便的使用、超小的体积和省电的设计

  7. 字体/界面
    ——精细的字体、优雅的界面、无闪烁的显示

  8. 音效音质总是iAudio的强
   ——BBE、Mach3Bass、MP Enhance、3D Surround 一个也不能少

  9. 省电吗?
    ——看一看实测的数据吧!

1.U3的特色在哪里

2.基本原理及分块 ——打开壳子看一看

2.基本原理及分块 ——认识U3工作原理

3.认识U3的心脏 ——为何U3如此强大

  一个数码产品的CPU,可以比喻为一个人的心脏,U3又有什么样的心脏的?

  U3采用了Telechips最新的CPU TCC770
   - ARM946E-S CPU 内核 流行的ARM内核,支持资源更多
   - 4KB cache, 最高频率达120MHz 对mp3 / mp4 sp 来说最够高了
   - 0.13um处理技术, 可以更省电
   - 内核电压 : 1.2V 更省电
    I/O : 1.8V ~ 3.3V
   - 内置4K字节boot ROM 无需Nor Flash,
    直接由BootRom引导到SDRAM
   - 64K 字节内部SRAM 速度更快
    4K 节字的数据紧凑内存 用于加速数据访问
   - 芯片内的设备
   - USB2.0 设备端 / USB1.1 主机 支持直接访问U盘
   - 用于内存的硬件纠错码发生器 速度更快,数据更可靠
   - 通用的8通道10位ADC 可用于电量检测/按键/线控等
   - 专用内存接口:
    SD ,MMC, SLC / MLC NAND Flash ,
    IDE I/F for HDD

  由此看来,U3的心脏,对于MP3/MP4SP这样的产品的确是足够强大了。另外,U3在外围增加了一颗16MB三星的SDRAM(采用BGA封装,体积更小,更省电),呵呵,这么大的内存,什么样的音效都可以做出来了。。。

4. Audio Codec ——为何有如此的大功率输出

  [认识Cirrus Logic 公司]

  Cirrus Logic 公司是一家享有世界盛名为众多消费和工业市场开发高精度模拟和混合信号
集成电路的半导体公司。音频和工业市场最受尊重的品牌如 Bose、Harman International、IO、
Onkyo、Marantz、Panasonic、Philips、Pioneer、Samsung及Sony都采用了Cirrus Logic公司的技术。

  Cirrus Logic 公司成立于1984年,总部位于德克萨斯州奥斯汀市。Cirrus Logic 公司是一家
无工厂化半导体公司,拥有900多项专利,服务于全球3000多个最终客户,为他们提供了600多种
产品。Cirrus Logic 公司的产品包括适用于消费、专业和车载娱乐市场的模拟和混合信号音频IC,
以及适用于工业应用如工业测量、分析仪器、民用设施、数字电表,以及地震测量系统的高精度模拟
和混合信号集成电路。

  Cirrus Logic 公司同时为消费和工业市场提供各种嵌入式处理器IC,例如适用于消费和专业用音频设备
的音频最佳化数字信号处理器和基于ARM的嵌入式处理器。

  目前常见的Codec有:

  Wolfson 的WM8731, WM8750,
  在3.3V电源16欧耳机下最大输出40mW

  TI的TLV320AIC23,
  24位,90dB动态范围,
  在3.3V时32欧耳机最大输出30mW

  SigmaTel的AC97
  SigmaTel 3520内置的18位Codec等
  18mW输出

  CS42L51特性

  24位,4KHz 以96KHz采样率
   - 1.8V电源下16欧耳机实现46mW立体声输出功率
   - 输出端无需两个220uF的隔直电容,体积更小,
   - 98dB的动态范围和-88dB的总谐波失真加噪音(THD+N),并具有自动电平控制(ALC)、
   - 杂散信号抑制、增益控制等

  U3选用了Cirrus Logic 公司的音频编解码器CS42L51。因此能输出更大的功率,更强的动人效果!
当然如此好的Codec,它的价格也是不菲的!!

5. 显示屏 ——如此精细的显示

  目前160×128最常见的尺寸有 1.66’的TFT,1.8’的OLED等
  U3采用了1.2英寸的TFT, 262K色,160×128.
  如此精细点阵的TFT,在国内根本找不到供应商,价格也是超高的!

6.电源管理 ——方便的使用、超小的体积和省电的设计

  由于Telechips的方案,不象SigmaTel那样,电源不是内置的,外部需要加上各种电源:

  - IO电源(通常3.3V)
  - CPU核心电源(1.2V)
  - Codec的模拟线路专用电源、
  - Codec的数字线路专用电源(有时也和IO电源共用)
  - FM的专用电源 (公模产品经常不用专用电源)
  - USB Host的5V电源
  - 等等

  如果用分立元件,那么这个体积就可观了。U3采用了philips的pcf50606,一个IC集成了
  - 八个可编程电源、
  - 一个弹性化电池管理系统、
  - 一个 10-bit 模拟数字转换器
  - 触控屏幕接口,
  - 缩小电路板面积达 50%,
  - 同时可以降低 30% 的器件成本(这行是官方的说法,我们评估时发现如果只用5/6个电源,成本并不会低)

  但是,如此强大的IC,价格呢?当然不是大的品牌,是不敢用这么的IC的,价格就吓跑一群人了!另外,U3在USB供电及电池供电方面,也增加了相应的电源切换元件,使得USB插入后,自动使用USB对系统供电,不从电池在取电。这样电池寿命更长,充电更快,才能容易充满电。如果一边充电一边从电池取电,这样的设计,电池会总是充不充满的!

7. 字体/界面 ——精细的字体、优雅的界面、无闪烁的显示(1)

  U3使用了1.2’ 160×128的最精细的TFT显示屏,而字体方面,不是用最常用的16×16等宽字体,而是使用了12×12的变宽小字体。(实际为16×16变宽的字体,但除了少数的英文字体高度达到16外,99%的字体为12×12的)。除了滚动条及标题栏外,一屏还可以看到12×7个汉字,不用小字体,能行吗?因此,这也是您看到字体如此精细的原因了!另外,U3 的字体,虽然小,但看起来,字形还是很不错的,不象有些产品用12×12字体,一牙一牙的,很难看。

7. 字体/界面 ——精细的字体、优雅的界面、无闪烁的显示(2)

  在界面方面,U3做的也算是很不错的了。

   - 8种用户背景色
   - 全部画面切换时,无任何闪烁

  很多品牌彩屏的机器,处理不好,画面切换时,很容易出现闪烁的现象。但U3中,真的是一点也没有,而且画面切换的相当快!为避免画面闪烁,我们一般采用软件内部做2级缓存画面的办法实现;或者是精确计算所需刷新的区域,无需刷新的区域,不能作刷新操作。U3很可能是用了2级缓存画面的办法,全部在缓冲中刷新完后,才一次性输出到TFT中。这一点,也是很多开发人员需要学习和借鉴的!

  另外,由于U3采用了16MByte的SDRAM,如此大的SDRAM,足够把整个Unicode字库(32byte*65K 约等2MByte)
及常用的图标装入到SDRAM,这样省去了慢得多的Nand Flash读写操作。这样机器的闪烁也可以大大改善了。

8.音效音质总是iAudio的强

  ——BBE、Mach3Bass、MP Enhance、3D Surround 一个也不能少

  iAudio的产品,一直很关注音效和音质,自从SigmaTel方案的U2引入了BBE后,一直BBE等成了iAudio产品的“标配”。而iAudio的产品,从元件选用、PCB的布线布局、生产的流程控制,可以说,都是一直努力地做到最好!在信噪比,动态范围,输出功率,这些硬性指示上,U3也是很优秀的。

9. 省电吗? ——看一看实测的数据吧!

  文中的工作电流测试,音效的设置全部为缺省设置,也就是BBE/3D等音效是打开的。考虑到部分用户很少更改这些设置,也是考虑到忠实于原设计的意图,就没有更改。这也是测试中,工作电流会偏大一些的原因。估计全部关了音效,电流可降2-3mA,有兴趣的朋友,可以自已动手测一下。有机会,我也会补上这方面内容。

Author:admin | Categories:PDA | Tags:

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