用于USB系统内的音频取样率转换器的弹性计时技术方案

技术编号:12283351 阅读:128 留言:0更新日期:2015-11-05 23:52
根据本发明专利技术实施例的处理器包括机载取样率转换器,用于将以第一取样率取样的源音频信号转换到以第二取样率取样的输出音频信号。所述取样率转换器利用主时钟信号来转换所述音频信号。所述取样率转换器从例如芯片上系统时钟或总线接口时钟的可用参考时钟信号选择所述主时钟信号,且按比例调整所述经选定时钟信号的频率以产生具有所述第二取样率的频率的所述主时钟信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于USB系统内的音频取样率转换器的弹性计时相关串请案的交叉参考本申请案主张2013年3月14日申请的第61/784,160号美国临时申请案的权益,所述临时申请案的全部内容并入本文中。
本专利技术涉及取样率转换,且特定来说,涉及用于音频取样率转换器的弹性计时。
技术介绍
通用串行总线(USB)经发展以向PC用户提供标准化接口,用于将许多不同类型的外围装置连接到其计算机。USB的发展起初由膝上型计算机的约束的驱动,膝上型计算机提供有限空间给外围连接端口,但期望介接一组持续扩大的个人电子装置。为广泛范围的外围装置提供专用端口对桌上型PC是不可行的,且对膝上型PC来说尤其不可能。因此,膝上型计算机极大地受益于可用于耦合许多不同类型的外围设备的标准化、小外形外围连接端口。USB免除了 PC将不同端口提供给各种打印机、键盘、鼠标及其它外围设备的需要。由USB提供的共用且直接接口随着个人行动装置的剧增而变得愈加重要。在将连接性提供给多种外围装置时,USB支持从相对较慢鼠标输入到数字化流式传输音频及视频的多种数据类型的传送。USB接口的能力由PC、外围设备及软件制造商共同开发的广泛采用的规格所界定。USB已变成用于PC外围设备的最佳硬件接口 ;这是因为其向用户提供标准化且直接的连接性,且其支持用于多种外围装置的连接性。因此,USB已发展成为不只是用于PC外围设备的硬件接口,而且现为用于范围从移动电话到汽车音响到闹钟的广泛多种个人电子装置的共用接口。直到不久以前,USB参与者的角色严格限定为USB主机或USB装置两种,其中USB装置为外围装置或集线器。USB主机所受限于的角色要求主机支持若干功能,所述功能包含检测USB装置的连接状态、管理连接的USB装置的无误数据流及将电力提供给连接的USB装置。因此,USB装置限于响应来自USB主机的请求。重要的是,两个USB装置不能彼此直接通信。USB装置限于与USB主机通信。近来,具备USB功能的装置之间的更大互操作性已由便携式(On-the-Go ;0TG)标准加上USB规格所支持。OTG扩展了 USB规格以允许传统USB装置经配置以充当有限用途USB主机。因此具备USB功能的装置可充当USB主机或USB装置,但不能同时充当所述两个角色。例如,常规USB规格允许膝上型PC在连接到USB外围装置(例如,移动电话)时充当USB主机。根据常规USB,移动电话仅可充当外围USB装置且不可还充当针对其它USB装置的USB主机。OTG标准加上USB规格允许外围USB装置还充当针对其它外围USB装置的USB主机。例如,移动电话相对于膝上型计算机为外围USB装置,但可与膝上型计算机USB主机断开连接,且移动电话可代替地经配置以充当针对数码相机USB外围装置的USB主机。由于根据OTG标准加上USB规格,USB主机及外围装置的传统角色较不严格限定,所以导致更广泛的多种USB耦合件。现代USB装置经设计用于与更多的其它USB装置的互操作性,这是因为用户对愈加多样的USB装置能够经由USB彼此连通变得习以为常。通常利用OTG的两种类型装置为装备有USB耦合件、稳固音频存储及流式传输回放能力的数字音频播放器及移动电话。用户可经由所述两个装置之间的USB耦合件从移动电话装置流式传输音频数据以通过数字音频播放器回放。为了提供这些音频能力,这些装置包含一或多个音频编码解码器。为传输及播放音频数据,装置必须在音频信号的模拟与数字版本之间转换。将模拟源信号转换到信号的数字表示涉及取样模拟源信号。编码解码器为将音频信号在模拟与数字格式之间转换的电子装置的硬件及/或软件组件。编码解码器通常为包含模/数及数/模转换能力的两者的双向组件。当将模拟源信号转换到数字信号时,编码解码器在周期基础上取样模拟信号且将每一取样编码成一组离散数字信息。编码解码器取样模拟源信号的频率称为取样率。使用更高取样率,发生模拟信号的更频繁的数字编码且单位时间产生更多数字信息。编码解码器通常支持多个取样率。编码解码器在将模拟音频数据转换到数字音频数据时使用的取样率的选择通常企图平衡高保真音频的期望与产生易管理量的数字信息的需要。由于高保真音频保存更多的存在于原始模拟源信号中的音频信息,所以高保真音频通常比低保真音频更优选。然而,与低保真取样相比,高保真音频需要以更高频率取样且因此产生更多数字数据。由于数字音频数据需要存储及传输,所以存储数字信号的可用容量的量及可用于传输数字信号的带宽为影响选择取样率的因素。具备USB功能的装置的常见用途为在装置之间流式传输音频数据。当以所述方式使用时,音频数据存储于其上的装置为USB主机。主机装置检索经存储的音频数据且经由USB耦合件将其流式传输到接受USB装置。由于音频数据存储在USB主机上,所以其以与主机的音频编码解码器兼容的取样率保存且满足主机用户的保真度及存储空间要求。存储在USB主机上的音频数据的取样率还至少部分受到音频数据的使用所支配。例如,CD音频数据以44.1kHz取样,大多专业音频及视频设备以48kHz取样,而DVD及蓝光两者则均以96kHz取样。由于具备USB能力的装置在存储容量及数据传输能力及约束方面高度变化的事实,USB装置利用多种取样率以将模拟音频源信号转换到数字数据。由于支持OTG的具备USB能力的装置的剧增,用户愈加得到将更广泛多种的USB装置耦合在一起的机会。经耦合USB装置通常用以经由USB耦合件在装置之间流式传输音频数据。当经耦合USB装置以此方式互操作时,当正从USB源装置流式传输的数字音频信号以不同于需要用于通过USB接收装置回放的速率取样时出现问题。因此出现根据接收装置的要求转换数字信号的取样率的需要。取样率转换为将数字音频信号从一个取样率转换到另一取样率同时尽可能小地改变信号的过程。为了实施取样率转换器,需要可用经转换数字音频信号期望的频率(即,取样率)操作的时钟信号。还可能需要过度取样经转换数字音频信号,这是因为过度取样有助于将数字信号更容易转换回到模拟信号。有时,还存在降频取样源信号(即,产生具有低于源信号的取样频率的输出)的需要。因此,取样率转换器需要以根据个别转换的需要的可配置频率操作的时钟信号。为了产生用于取样率转换器的时钟信号,已知现有技术系统利用存在于音频编码解码器的微控制器外部的转换电路。在此类系统中,取样率转换器根据在微控制器以外可用的时钟信号操作。利用外部取样率转换器的此类系统不受欢迎,这是因为与存在于音频编码解码器微控制器电路内的取样率转换器比较时增大的制造成本及复杂性。至少,外部取样率转换器必须能够与音频编码解码器微控制器通信数据。最普遍的是,这需要两个组件之间的专用、硬接线连接,这增大制造成本及复杂性。还已知现有技术音频编码解码器使用通过专用晶体振荡器提供的时钟信号实施源编码转换器。专用晶体振荡器向源编码转换器提供极大程度的可配置性及精确性。然而,附加由取样率转换器专用的晶体振荡器再次增加显著制造成本及复杂性且还增大装置的当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
用于USB系统内的音频取样率转换器的弹性计时

【技术保护点】
一种微控制器,其包括:芯片上取样率转换器,其中所述取样率转换器接收以第一取样率取样的源音频信号,且其中所述取样率转换器产生以第二取样率取样的输出音频信号,且其中所述取样率转换器利用主时钟信号来转换所述音频信号的所述取样率,及主时钟电路,其经配置以产生所述主时钟信号,其中所述主时钟电路从芯片上系统时钟信号或总线接口时钟信号中选择且按比例调整所述经选定时钟信号的频率以产生具有所述第二取样率的频率的所述主时钟信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:勇·元勇斯戈尔伊戈尔·沃耶沃达安东·阿尔基蒙克金·奥滕瑟吉·帕夫洛夫
申请(专利权)人:密克罗奇普技术公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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