MX93AUD-HAT音頻評估板：入門級音頻解決方案

在音頻評估和開發(fā)領域，NXP的MX93AUD-HAT板是一款值得關注的入門級平臺。它與MCIMX93 - EVK主板完全兼容，集成了多通道編解碼器、S/PDIF和麥克風接口等，為音頻相關的開發(fā)和測試提供了便利。下面，我們就來詳細了解一下這款評估板。

文件下載：NXP Semiconductors MX93AUD-HAT音頻評估板.pdf

一、MX93AUD-HAT概述

MX93AUD-HAT是一個入門級的音頻評估平臺，與MCIMX93 - EVK主板完美適配。它包含多通道編解碼器、S/PDIF和麥克風接口，能夠滿足多種音頻開發(fā)場景的需求。若想獲取更多關于MX93AUD-HAT的信息，可訪問官方網(wǎng)站http://www.nxp.com/ 。

1. 常用縮寫和術(shù)語

在閱讀文檔時，我們會遇到一些常見的縮寫和術(shù)語，了解它們有助于我們更好地理解文檔內(nèi)容。	縮寫	描述
ADC	模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器
DAC	數(shù)字 - 模擬轉(zhuǎn)換器
I2S	芯片間音頻接口
PDM	脈沖密度調(diào)制
S/PDIF	索尼/飛利浦數(shù)字接口
I2C	集成電路總線
LDO	低壓差線性穩(wěn)壓器
LED	發(fā)光二極管

2. 相關文檔

為了更深入地開發(fā)和使用MX93AUD-HAT板，還可以參考以下相關文檔：

《i.MX 93 Applications Processor Reference Manual》：適合系統(tǒng)軟件和硬件開發(fā)者以及應用程序員，幫助他們基于i.MX 93 MPU開發(fā)產(chǎn)品。
《i.MX 93 Industrial Application Processors Data Sheet》：提供電氣特性、硬件設計注意事項和訂購信息。
《i.MX93 Hardware Developer's Guide》：輔助硬件工程師設計和測試基于i.MX 93處理器的設計，包含電路板布局建議和設計清單。

3. 套件內(nèi)容

MX93AUD-HAT硬件套件包含以下物品：	物品	數(shù)量
MX93AUD-HAT板	1
跳線插座（已安裝）	5

4. 板卡外觀和特性

從外觀上看，MX93AUD-HAT板的尺寸為119 x 63 x 1.6 mm。它具有以下主要特性：

接口連接：通過40針連接器與主板（如MCIMX93 - EVK）連接。
電源供應：可由板載3.3V電源或主板提供的3.3V電源供電。
I2C配置：通過I2C接口（地址為1001 000x）進行配置。
音頻處理：支持板載編解碼器CS42448，提供六個多位模擬 - 數(shù)字和八個多位數(shù)字 - 模擬Δ - Σ轉(zhuǎn)換器。
PDM接口：支持一個PDM接口（J21），用于連接數(shù)字麥克風板。
S/PDIF接口：提供兩個TOSLINK + RCA端口，用于S/PDIF的接收和傳輸。

5. 連接器

MX93AUD-HAT板上有多種連接器，不同的連接器有不同的功能：	部件標識符	連接器類型
J20	2x20針連接器	音頻擴展板連接器，用于與主板通信，如MCIMX93 - EVK。
J21	2x20針連接器	提供PDM接口，用于連接數(shù)字麥克風板8MIC - RPI - MX8。
J3、J5	RCA連接器	用于數(shù)字音頻信號的同軸電纜連接。
J16、J17	TOSLINK連接器	用于數(shù)字音頻信號的光纖連接。
PJ31360（J6 - J13）	3.5mm音頻插孔	用于CS42448音頻編解碼器的模擬輸入和輸出。

其中，J20音頻擴展板連接器支持I2S、4通道PDM、2個S/PDIF輸入輸出、I2C和一些控制引腳，所有信號均為3.3V邏輯電平。其引腳功能和GPIO映射如下表所示：	引腳編號	引腳名稱	GPIO映射	輸入/輸出	電壓（V）
3	DC_I2C_SDA	GPIO2_I2C4.SDA	I/O	3.3	I2C總線
5	DC_I2C_SCL	GPIO3_I2C4.SCL	I	3.3
7	PDM_CLOCK	GPIO4	I	3.3	PDM接口
…	…	…	…	…	…

6. 跳線和LED

為了方便開發(fā)和調(diào)試，MX93AUD-HAT板上設置了一些跳線，不同的跳線設置可以實現(xiàn)不同的功能：	部件標識符	跳線類型	名稱/功能
J1	1x2引腳	5V電源控制	斷開：切斷主板到MX93AUD - HAT板的5V電源；短路：連接5V電源（默認）
J2	1x2引腳	3.3V LDO電源控制	斷開：切斷3.3V LDO U1輸入路徑；短路：連接3.3V LDO U1輸入路徑（默認）
J4	1x3引腳	3.3V路徑選擇	1 - 2短路：3.3V電源來自主板；2 - 3短路：3.3V電源來自板載LDO（默認）
J15	1x3引腳	S/PDIF傳輸	1 - 2短路：TOSLINK端口用于S/PDIF傳輸；2 - 3短路：RCA端口用于S/PDIF傳輸（默認）
J18	1x3引腳	S/PDIF接收	1 - 2短路：TOSLINK端口作為S/PDIF接收器；2 - 3短路：RCA端口作為S/PDIF接收器（默認）

此外，板上還有一個紅色LED（D1），用于指示5V電源狀態(tài)，當LED亮起時，表示板上有5V電源供應。

二、功能描述

1. 電源供應

MX93AUD-HAT板有兩種電源供應路徑：

路徑一：主板提供5V電源，通過DC_GPIO1信號控制5V電源的開關。當DC_GPIO1置為高電平時，板上啟用5V電源，板載LDO（U1）將5V電源轉(zhuǎn)換為3.3V電源。
路徑二：主板直接提供3.3V電源，該電源路徑不經(jīng)過板載LDO（U1）。

兩種電源供應路徑都能保證較小的紋波和較大的電源抑制比（PSRR），有利于音頻信號的處理。

2. 復位功能

MX93AUD-HAT板通過DC_RESET [GPIO25]輸入信號進行復位，該信號由主板通過J20連接器提供。在電源供應和時鐘穩(wěn)定之前，應將DC_RESET信號保持為低電平。當模擬或數(shù)字電源低于推薦的工作條件時，建議激活復位信號以防止電源故障相關問題。在給設備供電或退出復位狀態(tài)后，需要大約400ms的時間延遲。

3. I2C接口

MX93AUD-HAT板通過I2C接口（地址為1001 000x）進行配置。默認地址可以通過CS42448編解碼器（U3）的AD0/CS和AD1/CDIN引腳進行更改。該板的I2C總線支持標準速度模式100kHz。

4. I2S接口

I2S（芯片間音頻接口）為音頻處理提供支持，它是一種用于連接數(shù)字音頻設備的電氣串行總線接口標準。板上音頻編解碼器CS42448的ADC和DAC串行端口支持I2S、左對齊、右對齊、單線模式（OLM）和TDM數(shù)字接口格式，位深度從16到32位不等。具體的音頻特性如下表所示：	數(shù)字輸入/輸出	接口格式
ADC_SDOUT1	I2S、LJ、RJ	AIN 1,2
OLM	AIN 1,2,3,4,5,6
TDM	AIN 1, 2,3,4,5,6（兩個額外通道來自AUX_SDIN）
DAC_SDIN1	I2S、LJ、RJ	AOUT 1,2
OLM	AOUT 1,2, 3,4,5,6
TDM	AOUT 1, 2,3,4,5,6,7,8

5. S/PDIF接口

S/PDIF（索尼/飛利浦數(shù)字接口）是一種用于傳輸高質(zhì)量數(shù)字音頻的消費音頻連接標準，可傳輸兩通道未壓縮PCM音頻或壓縮的5.1/7.1環(huán)繞聲（如杜比數(shù)字或DTS音頻）。MX93AUD-HAT板支持兩對RCA和TOSLINK連接器，TOSLINK連接器的NRZ信號傳輸速度可達25 Mbit/s。可以通過J15和J18跳線切換不同的通信介質(zhì)。

6. PDM接口

PDM（脈沖密度調(diào)制）是一種將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的調(diào)制方式，它是一個高頻的1位數(shù)字樣本流。MX93AUD-HAT板在J21連接器處提供PDM接口，支持4通道數(shù)據(jù)和一個時鐘信號，可連接數(shù)字麥克風板8MIC - RPI - MX8。

三、其他注意事項

1. 修訂歷史

該文檔的當前版本為Rev. 1（2023年4月14日），為初始公開版本。

2. 法律信息

文檔包含了一些法律相關的定義、免責聲明、商標信息等。例如，NXP Semiconductors對文檔中的信息不提供明確或隱含的陳述或保證，并且對使用這些信息的后果不承擔責任。同時，產(chǎn)品不適合用于生命支持、生命關鍵或安全關鍵系統(tǒng)等。

MX93AUD-HAT板為音頻開發(fā)提供了一個功能豐富且易于使用的平臺。電子工程師們在使用該板進行開發(fā)時，需要充分了解其各項特性和功能，合理設置跳線和接口，以實現(xiàn)最佳的音頻處理效果。你在使用類似音頻評估板時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。

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