基于LPC2214和uC/OS-Ⅱ的音频处理方案

　　1 基于 LPC2214和uC/OS-II的嵌入式平台

　　目前流行的ARM芯片内核有ARM7TDMI、ARM720T、ARM9TDMI、ARM992T、ARM940T、ARM946T、ARM966T和ARM10TDMI等，Philips LPC2214是基于ARM7TDMI-S的高性能32位RISC微控制器，它集成了Thumb扩展指令集，256KB可在系统中编程的片内Flash和可在应用中编程的16位KB RAM，向量中断控制器，外部总线控制器，2个UART，I2C串行接口，2个SPI串行接口，2个定时器(7个捕获/比较通道)，可提供多达6个PWM输出的PWM单元，8通道10位ADC，实时时钟，看门狗定时器以及112个通用I/O引脚，通过可编程的片内锁相环(PLL)可实现LPC2214最高为60MHz的CPU时钟频率，相对众多ARM系列产品来说，Philips公司生产的LPC2214是一款性价比较高的ARM7芯片。

　　嵌入式实时操作系统有助于提高系统可靠性和开发效率，且能够充分发挥32位CPU的多任务处理能力，常见的嵌入式操作系统有Linux、Windows CE、VxWorks、Nucleus、uC/OS-II等，其中uC/OS-II是一个可移植、可固化、可裁剪的占先式实时操作系统，其周边的配套产品也比较完善，如uC/FS，uC/GUI等产品都为其应用增强了适用性，相对其他操作系统而言，uC/OS-II正常运行只需十几或几十KB的Flash空间和SRAM空间，并且其所需的授权费用也相对较低，结合以LPC2214为核心的硬件平台，在这里采用了uC/OS-II作为该设备的嵌入式操作系统。

　　有上述分析可知，选择LPC2214和uC/OS-II相结合的嵌入式平台是一种较为经济而实用的方法。

　　2 音频解码芯片的选择

　　LPC2214与uC/OS-II相结合的平台有比较强大的处理能力，但在许多应用场合中仍显不足，在本文所介绍的应用中，系统需要具有音频编解码功能，音频的编解码方式包括软件编解码和硬件编解码，如果采用软件编解码的方式，最对处理器的处理速度要求一般在50MIPS以上，而LPC2214的处理速度仅有70MIPS左右，显然倘若采用这种方式，LPC2214处理能力将受到很大限制，所以，采用专门的音频处理芯片来处理音频数据对该平台的来说是个正确的选择，这里选用一款性能优越的音频解码芯片--VS1003。

　　VS1003音频解码芯片为VS10XX系列的第三代产品，是芬兰VLSI Solution Oy公司生产的单片MP3/WMA/MIDI解码和ADPCM编码芯片，它内部包含一个高性能、低功耗的DSP处理核(VSDSP)，一个工作内存，一片可供用户程序使用的5.5KB RAM，一个串行SPI总线接口，一个高质量的采样频率可调的过采样DAC以及一个16位的采样ADC，VS1003的内部构造如图1所示。

　　3 VS1003控制协议的实现

　　VS1003通过一个工作于从模式的SPI串行总线与主机进行数据和控制信息的交流，音频数据通过串行数据接口(SDI)传送，控制数据则通过串行控制接口(SCI)来传送，控制数据总是为16位，通过读/写不同的寄存器来实现对VS1003的控制。