采用单芯片KH93L001UC实现USB Phone功能

作者Email: CliveLiu@mxic.com.cn 摘要：KH93L001UC是旺宏微电子（苏州）有限公司推出的单芯片USB Phone解决方案；本文介绍了这颗芯片的基本框架，并详细介绍了如何采用这款芯片来实现VOIP功能。 关键词：USB，HID，Codec，PLL，网络电话 1．概述 KH93L001UC是旺宏微电子（苏州）有限公司2006年推出的USB Phone单芯片解决方案，其内部高度集成了USB Transceiver，Voice Codec，PLL，Regulator，蜂鸣器接口，HID键盘接口及GPIO，周边所需器件较少；采用此芯片设计USB网络电话，可以有效的降低生产成本，并加快产品的上市时间。 2．系统组成 由于KH93L001UC已高度集成了实现USB Phone所需的基本模块，因此，只需要一些简单的外围必备电路，就可以实现USB Pone网络电话功能。 图1：使用KH93L001UC实现USB Phone系统框图 系统组成如图1所示，KH93L001UC可分别支持段码（如HT1621）及点陈（如NT7532）LCD控制器接口，具有硬件检测摘、挂机功能，其内部已经通过硬件配置成了标准USB Audio设备及HID设备，在Windows 2000、Windows XP、Linux等操作系统可以自动识别，无需用户安装任何驱动程序。设备端按键识别、LCD显示、封鸣器及GPIO控制都可以通过PC端的应用软件来操作，用户不需要编写任何复杂的设备固件程序；另外，为方便用户使用此芯片进行开发应用，旺宏微电子（苏州）有限公司还提供了一套基于此芯片的SDK应用开发包。 3．引脚定义及说明 针对这款KH93L001UC USB Phone芯片，旺宏微电子公司为满足不同程度的客户需求，分别提供了PQFP44和COB两种封装，其中PQFP44封装引脚定义如图2所示。 图2：KH93L001UC引脚定义图 表1：KH93L001UC引脚说明 引脚 名称 引脚功能 描 述 1 VOUT 电源 LDO 3.3V电源输出 2 AVDD 电源 LDO电源输入 3 XI 模拟IO 晶振输入 4 XO 模拟IO 晶振输出 6 USBDM 模拟IO USB接口 7 USBDP 模拟IO USB接口 8 CREF 模拟输入 外部参考电路 9 LCD_EN 数字输入 LCD使能信号 10"13、18 KI0"KI4 数字输入 矩阵键盘输入 14 BACKLIGHT 数字输出 打开、关闭LCD背光控制 15、16 nTEST 数字输入 内部测试 19"23 KO0"KO4 数字输出 矩阵键盘输出 24 SPEAKER 数字输出 打开、关闭喇叭控制接口 25 PICKUP 数字输入 摘、挂机检测 26 DVDD 电源 3.3V输入 27 IN_USE 数字输出 状态指示 28 LCDWR 数字输出 LCD串行时钟输入 29 LCDA0 数字输出 LCD命令、数据切换 30 LCDD 数字输出 LCD串行数据输入 31 LCDCS 数字输出 LCD片选信号 37 DVSS 电源 电源地 40 DACOUT 模拟输出 音频输出 41 ANA_VREF 模拟输入 音频外部参考电路 42 ADCIN 模拟输入 麦克输入 43 AVSS 电源 电源地 5、32"36、38"39、44 NC 空脚 4．工作原理及功能 （1）. KH93L001UC芯片内部已经集成了一个LDO，从AVDD输入5V%26;#177;10%的电压，此输入可以直接采用USB供电；LDO输出端VOUT就可以得到3.3V%26;#177;10%的输出电压，VOUT在集成电路内部只提供给Voice Codec，集成电路内部其他部分的电源需要从芯片的26脚DVDD提供。通过实验得知，为了保证有一个良好的语音通话质量，建议在使用此芯片时LDO的输出只提供给麦克风做偏置和放大使用，DVDD另外再用一组电源供电比较好。 （2）. KH93L001UC芯片提供了一个5Х5（KI0"KI4、KO0"KO4）矩阵键盘扫描接口，通过LCD_EN这个芯片脚的置高或拉低来设置矩阵键盘是标准HID设备还是兼容性HID设备。 （3）. 可通过硬件设置LCD_EN这个芯片管脚置1或置0来设置此设备是标准HID或兼容性HID设备。当LCD_EN置成1时，芯片被设置成兼容性HID设备，这是可以支持LCD显示；当LCD_EN置成0时，芯片被设置成标准HID设备，这种情况下是不支持LCD显示的。 （4）. KH93L001UC这款USB Phone芯片可分别支持段式（如HT1621）和点阵式（如HT7532）LCD控制器显示接口。 （5）. 另外，这款芯片还带有直接驱动蜂鸣器的接口（BUZZ），检测设备端摘、挂机接口（PICKUP）、状态指示（IN_USE），用来打开、关闭功放的接口（SPERKER）等。 5．应用电路 系统应用电路原理图如图3所示。 一、为了提高语音通话质量，在此应用电路中，我们使用了另外一块BL8550-33CB LDO芯片为KH93L001UC的DVDD及LCD等供电，芯片自带的LDO输出只给音频部分使用。 二、在做PCB布线过程中，因音频信号比较敏感，因此，音频部分布线最好能和时钟信号分开；另外，音频信号的隔离电容C8、C13要离音频信号源尽可能的近一些。 三、电源的去耦电容需要靠近电源的VCC端。 四、KH93L001UC的第8引脚CREF是芯片内部使用的参考电路，需要接一个1.2K的电阻和2.2uF的电容。 五、晶振回路需尽可能靠近KH93L001UC的XI时钟输入端。 图3：系统应用电路原理图 6．结语 KH93L001UC这款单芯片USB Phone集成电路，具有成本低，系统设计简单、能够大大加快产品的上市时间等特点，，可以应用于Skype、QQ、MSN、Voipbuster等VOIP产品。同时，旺宏微电子公司还提供的一整套的SDK开发包，方便用户开发其个性话的VOIP产品。