探索CIRRUS LOGIC CDB4245评估板：数字娱乐音频的新突破

在数字音频技术飞速发展的今天，一款优秀的评估板对于音频工程师来说至关重要。CIRRUS LOGIC的CDB4245评估板，正是这样一款为评估CS4245 CODEC而精心设计的工具，它为我们打开了数字音频世界的新大门。

文件下载：CDB4245.pdf

系统概述

CDB4245评估板为评估CS4245 CODEC提供了理想的平台。它具备模拟和数字音频信号接口，板载FPGA方便配置评估平台，还配备了9针串口线，搭配Windows配置软件使用。

电源供应

评估板通过红色+5.0 V接线柱供电，板载稳压器提供3.3 V、2.5 V和1.8 V电源。通过一系列跳线设置VA、VD、VLS和VLC的电源电平，但要注意参考CS4245数据手册中的允许电压水平。

接地与电源去耦

CS4245对电源和接地布局要求严格，以优化性能。评估板在布局上，去耦电容尽可能靠近CS4245，大面积使用接地平面填充，有效降低辐射噪声。

主要组件

• CS4245音频编解码器：其配置设置通过控制端口寄存器实现，可通过Cirrus Logic FlexGUI软件的CS4245选项卡访问。时钟和数据源选择通过FPGA控制端口进行，基本路由选择可在GUI软件的CS4245 Controls选项卡中完成，高级选项则可在Register Maps选项卡的Board Configuration子选项卡中找到。
• CS8406数字音频发射器：将CS4245生成的PCM数据转换为标准S/PDIF数据流，可工作在主或从模式，支持多种主时钟频率和接口格式。常见操作可通过GUI软件的S/PDIF I/O Controls选项卡控制，高级选项可在Register Maps选项卡的CS8406子选项卡中设置。
• CS8416数字音频接收器：将输入的S/PDIF数据流转换为PCM数据供CS4245使用，同样可工作在主或从模式，支持多种接口格式。常见操作和高级选项的设置方式与CS8406类似。
• FPGA：负责CDB4245上的时钟和数据路由，通过GUI的CDB4245 Controls选项卡进行的选择将由FPGA自动处理，无需用户干预。
• 罐装振荡器：两个罐装振荡器Y1和Y2为CDB4245提供主时钟源，振荡器安装在引脚插座上，方便更换，出厂时配备12.2880 MHz晶体振荡器。
• 外部控制头：评估板通过J9、J10和J17头与外部系统接口。J10和J9分别提供CS4245串行音频端口1和2与DSP接口所需的串行音频信号，信号方向可在GUI软件的Board Controls组框中配置。J17允许用户双向访问SPI/I2C控制信号。

模拟输入输出

• 模拟输入：通过RCA连接器，经单端、单位增益、有源或无源电路为CS4245提供模拟输入。还提供4针CD-ROM类型头，方便连接CD-ROM驱动器的模拟输出。
• 模拟输出：DAC输出通过单极无源RC滤波器，辅助输出通过两极有源滤波器，输出均连接到RCA插孔，便于评估。

控制端口

• 串行控制端口：通过连接RS - 232连接器（J42）并启动Cirrus Logic FlexGUI软件，可对CS4245、CS8416、CS8406和FPGA的寄存器进行操作。
• USB控制端口：目前USB控制端口连接器（J37）不可用。

系统时钟

CDB4245实现了两个离散时钟域，分别服务于CS4245的串行音频端口1和2，可独立或关联运行。通过GUI软件的CDB4245 Controls选项卡中的Board Controls组框进行配置。

时钟域1

由CS4245的串行音频端口1、CS8406、振荡器1（罐装振荡器Y1）和PCM1 I/O头（J10）组成。主时钟信号（MCLK1）可来自振荡器1、PCM1 I/O头或MCLK2信号，子时钟信号（SCLK1和LRCK1）可来自CS4245主模式、CS8406主模式、PCM1 I/O头或子时钟2信号。

时钟域2

由CS4245的串行音频端口2、CS8416、振荡器2（罐装振荡器Y2）和PCM2 I/O头（J9）组成。主时钟信号（MCLK2）可来自振荡器2、CS8416恢复时钟、PCM2 I/O头或MCLK1信号，子时钟信号（SCLK2和LRCK2）可来自CS4245主模式、CS8416主模式、PCM2 I/O头或子时钟1信号。

系统数据路由

CDB4245具备全面的数据路由能力，通过GUI软件可轻松选择CS4245和CS8406的SDIN源。

CS4245 SDIN源

可来自CS8416 S/PDIF接收器、PCM2 I/O头（J9）或CS4245串行数据输出（SDOUT），通过GUI软件的CS4245 SDIN Source控制进行配置。

CS8406 SDIN源

可来自CS8416 S/PDIF接收器、PCM2 I/O头（J9）或CS4245串行数据输出（SDOUT），通过GUI软件的CS8406 SDIN Source控制进行配置。

PC软件控制

CDB4245配备基于Microsoft Windows的图形用户界面，通过PC的COM1端口经RS232接口与评估板通信。使用时，需将CD - ROM内容复制到PC本地磁盘，移除只读属性，连接电缆后加载FlexLoader.exe，软件加载时所有设备将复位到默认状态。

各选项卡功能

• CDB4245 Controls选项卡：提供CS4245和CDB4245许多配置选项的高级直观界面，CS4245 Controls组框中的控件（除AD0和AD1控件外）控制CS4245的内部寄存器，Board Controls组框中的控件控制CDB4245的板级时钟和数据路由。
• S/PDIF I/O Controls选项卡：当使用CS8416 S/PDIF接收器或CS8406 S/PDIF发射器时，该选项卡提供这些设备最常见配置选项的高级直观界面。
• Register Maps选项卡：提供对CS4245、CS8416、CS8406和FPGA寄存器级设置的低级控制，可按位或按字节修改寄存器值。
• 预配置脚本文件：提供两个预配置脚本文件，方便初始板级启动。“Oscillator Clock - ADC Ch 1 to DAC & SPDIF Out.txt”使模拟输入信号经ADC数字化，由CS8406以S/PDIF格式传输，再由CS4245 DAC转换为模拟信号输出；“SPDIF Recovered Clock - SPDIF to DAC & ADC to SPDIF.txt”使模拟输入信号经ADC数字化后由CS8406以S/PDIF格式传输，S/PDIF输入信号由CS4245 DAC转换为模拟信号输出。

FPGA寄存器

快速参考

提供了寄存器名称及其默认值，包括Code Rev. ID、MCLK Source、Subclock Source、CS4245 SDIN Source和Transmitter SDIN Source等寄存器。

详细描述

• CODE REVISION ID - ADDRESS 01H：只读寄存器，用于识别FPGA代码的修订版本。
• MCLK SOURCE CONTROL - ADDRESS 02H：选择CS4245 MCLK2和MCLK1信号的源。
• SUBCLOCK SOURCE CONTROL - ADDRESS 03H：选择CS4245 SCLK2和LRCK2、SCLK1和LRCK1信号的源。
• CS4245 SDIN SOURCE CONTROL - ADDRESS 04H：选择CS4245 SDIN1信号的源。
• TRANSMITTER SDIN SOURCE CONTROL - ADDRESS 05H：选择CS8406 SDIN信号的源。

连接器、跳线和开关

连接器

评估板提供多种连接器，包括电源、音频输入输出、控制端口等，方便与外部设备连接。

跳线

通过跳线可选择电压源、CS4245功能和输入类型等，默认工厂设置为某些跳线的推荐设置。

总结

CDB4245评估板为音频工程师提供了一个全面、灵活的平台，用于评估CS4245 CODEC。其丰富的功能、便捷的配置和良好的布局设计，使得音频系统的开发和测试变得更加高效。在实际应用中，工程师们可以根据具体需求，利用评估板的各项特性，实现高质量的音频处理方案。你在使用类似评估板时遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。