MX93AUD-HAT音频评估板：入门级音频解决方案

在音频评估和开发领域，NXP的MX93AUD-HAT板是一款值得关注的入门级平台。它与MCIMX93 - EVK主板完全兼容，集成了多通道编解码器、S/PDIF和麦克风接口等，为音频相关的开发和测试提供了便利。下面，我们就来详细了解一下这款评估板。

文件下载：NXP Semiconductors MX93AUD-HAT音频评估板.pdf

一、MX93AUD-HAT概述

MX93AUD-HAT是一个入门级的音频评估平台，与MCIMX93 - EVK主板完美适配。它包含多通道编解码器、S/PDIF和麦克风接口，能够满足多种音频开发场景的需求。若想获取更多关于MX93AUD-HAT的信息，可访问官方网站http://www.nxp.com/ 。

1. 常用缩写和术语

在阅读文档时，我们会遇到一些常见的缩写和术语，了解它们有助于我们更好地理解文档内容。	缩写	描述
ADC	模拟 - 数字转换器
DAC	数字 - 模拟转换器
I²S	芯片间音频接口
PDM	脉冲密度调制
S/PDIF	索尼/飞利浦数字接口
I²C	集成电路总线
LDO	低压差线性稳压器
LED	发光二极管

2. 相关文档

为了更深入地开发和使用MX93AUD-HAT板，还可以参考以下相关文档：

• 《i.MX 93 Applications Processor Reference Manual》：适合系统软件和硬件开发者以及应用程序员，帮助他们基于i.MX 93 MPU开发产品。
• 《i.MX 93 Industrial Application Processors Data Sheet》：提供电气特性、硬件设计注意事项和订购信息。
• 《i.MX93 Hardware Developer's Guide》：辅助硬件工程师设计和测试基于i.MX 93处理器的设计，包含电路板布局建议和设计清单。

3. 套件内容

MX93AUD-HAT硬件套件包含以下物品：	物品	数量
MX93AUD-HAT板	1
跳线插座（已安装）	5

4. 板卡外观和特性

从外观上看，MX93AUD-HAT板的尺寸为119 x 63 x 1.6 mm。它具有以下主要特性：

• 接口连接：通过40针连接器与主板（如MCIMX93 - EVK）连接。
• 电源供应：可由板载3.3V电源或主板提供的3.3V电源供电。
• I²C配置：通过I²C接口（地址为1001 000x）进行配置。
• 音频处理：支持板载编解码器CS42448，提供六个多位模拟 - 数字和八个多位数字 - 模拟Δ - Σ转换器。
• PDM接口：支持一个PDM接口（J21），用于连接数字麦克风板。
• S/PDIF接口：提供两个TOSLINK + RCA端口，用于S/PDIF的接收和传输。

5. 连接器

MX93AUD-HAT板上有多种连接器，不同的连接器有不同的功能：	部件标识符	连接器类型	描述
J20	2x20针连接器	音频扩展板连接器，用于与主板通信，如MCIMX93 - EVK。
J21	2x20针连接器	提供PDM接口，用于连接数字麦克风板8MIC - RPI - MX8。
J3、J5	RCA连接器	用于数字音频信号的同轴电缆连接。
J16、J17	TOSLINK连接器	用于数字音频信号的光纤连接。
PJ31360（J6 - J13）	3.5mm音频插孔	用于CS42448音频编解码器的模拟输入和输出。

其中，J20音频扩展板连接器支持I²S、4通道PDM、2个S/PDIF输入输出、I²C和一些控制引脚，所有信号均为3.3V逻辑电平。其引脚功能和GPIO映射如下表所示：	引脚编号	引脚名称	GPIO映射	输入/输出	电压（V）	描述
3	DC_I2C_SDA	GPIO2_I2C4.SDA	I/O	3.3	I²C总线
5	DC_I2C_SCL	GPIO3_I2C4.SCL	I	3.3
7	PDM_CLOCK	GPIO4	I	3.3	PDM接口
…	…	…	…	…	…

6. 跳线和LED

为了方便开发和调试，MX93AUD-HAT板上设置了一些跳线，不同的跳线设置可以实现不同的功能：	部件标识符	跳线类型	名称/功能	设置
J1	1x2引脚	5V电源控制	断开：切断主板到MX93AUD - HAT板的5V电源；短路：连接5V电源（默认）
J2	1x2引脚	3.3V LDO电源控制	断开：切断3.3V LDO U1输入路径；短路：连接3.3V LDO U1输入路径（默认）
J4	1x3引脚	3.3V路径选择	1 - 2短路：3.3V电源来自主板；2 - 3短路：3.3V电源来自板载LDO（默认）
J15	1x3引脚	S/PDIF传输	1 - 2短路：TOSLINK端口用于S/PDIF传输；2 - 3短路：RCA端口用于S/PDIF传输（默认）
J18	1x3引脚	S/PDIF接收	1 - 2短路：TOSLINK端口作为S/PDIF接收器；2 - 3短路：RCA端口作为S/PDIF接收器（默认）

此外，板上还有一个红色LED（D1），用于指示5V电源状态，当LED亮起时，表示板上有5V电源供应。

二、功能描述

1. 电源供应

MX93AUD-HAT板有两种电源供应路径：

• 路径一：主板提供5V电源，通过DC_GPIO1信号控制5V电源的开关。当DC_GPIO1置为高电平时，板上启用5V电源，板载LDO（U1）将5V电源转换为3.3V电源。
• 路径二：主板直接提供3.3V电源，该电源路径不经过板载LDO（U1）。

两种电源供应路径都能保证较小的纹波和较大的电源抑制比（PSRR），有利于音频信号的处理。

2. 复位功能

MX93AUD-HAT板通过DC_RESET [GPIO25]输入信号进行复位，该信号由主板通过J20连接器提供。在电源供应和时钟稳定之前，应将DC_RESET信号保持为低电平。当模拟或数字电源低于推荐的工作条件时，建议激活复位信号以防止电源故障相关问题。在给设备供电或退出复位状态后，需要大约400ms的时间延迟。

3. I²C接口

MX93AUD-HAT板通过I²C接口（地址为1001 000x）进行配置。默认地址可以通过CS42448编解码器（U3）的AD0/CS和AD1/CDIN引脚进行更改。该板的I²C总线支持标准速度模式100kHz。

4. I²S接口

I²S（芯片间音频接口）为音频处理提供支持，它是一种用于连接数字音频设备的电气串行总线接口标准。板上音频编解码器CS42448的ADC和DAC串行端口支持I²S、左对齐、右对齐、单线模式（OLM）和TDM数字接口格式，位深度从16到32位不等。具体的音频特性如下表所示：	数字输入/输出	接口格式	模拟输出/输入通道分配
ADC_SDOUT1	I²S、LJ、RJ	AIN 1,2
OLM	AIN 1,2,3,4,5,6
TDM	AIN 1, 2,3,4,5,6（两个额外通道来自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/飞利浦数字接口）是一种用于传输高质量数字音频的消费音频连接标准，可传输两通道未压缩PCM音频或压缩的5.1/7.1环绕声（如杜比数字或DTS音频）。MX93AUD-HAT板支持两对RCA和TOSLINK连接器，TOSLINK连接器的NRZ信号传输速度可达25 Mbit/s。可以通过J15和J18跳线切换不同的通信介质。

6. PDM接口

PDM（脉冲密度调制）是一种将模拟信号转换为数字信号的调制方式，它是一个高频的1位数字样本流。MX93AUD-HAT板在J21连接器处提供PDM接口，支持4通道数据和一个时钟信号，可连接数字麦克风板8MIC - RPI - MX8。

三、其他注意事项

1. 修订历史

该文档的当前版本为Rev. 1（2023年4月14日），为初始公开版本。

2. 法律信息

文档包含了一些法律相关的定义、免责声明、商标信息等。例如，NXP Semiconductors对文档中的信息不提供明确或隐含的陈述或保证，并且对使用这些信息的后果不承担责任。同时，产品不适合用于生命支持、生命关键或安全关键系统等。

MX93AUD-HAT板为音频开发提供了一个功能丰富且易于使用的平台。电子工程师们在使用该板进行开发时，需要充分了解其各项特性和功能，合理设置跳线和接口，以实现最佳的音频处理效果。你在使用类似音频评估板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。