CDB42L51评估板：CS42L51编解码器评估的得力助手

在音频处理领域，对编解码器的评估是确保产品性能的关键环节。CDB42L51评估板作为评估CS42L51编解码器的专业工具，为电子工程师提供了全面且便捷的评估方案。下面，我们就来深入了解一下这款评估板的特点、功能及使用方法。

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一、CDB42L51评估板概述

CDB42L51评估板是评估CS42L51编解码器的理想选择。它提供了丰富的数字音频信号接口，并采用FPGA实现轻松配置。评估时需要模拟/数字信号源、分析仪以及电源，还可使用Windows PC兼容的计算机以软件模式进行评估。其系统定时可由CS8415、带主时钟的CS42L51或连接DSP的I/O插针提供。

二、硬件特性

1. 电源供应

评估板通过+5.0 V接线柱供电。跳线可将编解码器的电源连接到+1.8 V、2.5 V或+3.3 V的稳压电压（VL），以及+1.8 V或2.5 V的VD、VA和VA_HP。所有电压输入都需参考黑色接线柱接地连接器。为测量电流，每个电源都连接了一个串联电阻，通过测量电阻两端的电压降可轻松计算电流。但在正常运行时，与这些电阻并联的插针必须用跳线短接。需要注意的是，允许的电压水平请参考CS42L51数据手册。

2. 接地与电源去耦

CS42L51对电源和接地安排要求严格，以优化性能。CDB42L51展示了最佳的安排方式。其去耦电容尽可能靠近CS42L51，评估板中大量使用接地平面填充，可大幅降低辐射噪声。

3. FPGA

FPGA负责在CS42L51、CS8406、CS8415和I/O插针之间进行数字信号路由。它还能配置CS8406和CS8415的硬件模式选项，并控制来自板载振荡器、CS8415和I/O插针的系统主时钟路由。通过Cirrus FlexGUI软件和“FPGA H/W Control”开关，可全面控制FPGA的路由和配置选项。

4. CS42L51音频编解码器

CS42L51可通过Cirrus FlexGUI或板载“CS42L51 H/W Control”开关进行配置。软件模式控制端口寄存器可通过Cirrus FlexGUI软件的“Register Maps”选项卡访问，该选项卡提供了对每个位的低级控制。为便于配置，其他选项卡还提供了高级控制。硬件模式下，CS42L51的独立控制可通过板载独立开关“CS42L51 H/W Control”访问。

5. CS8406数字音频发射机

CS8406将CS42L51生成的PCM数据转换为标准的S/PDIF数据流，并将该信号路由到光学和RCA连接器。它仅工作在从模式，接受128xFs或256xFs主时钟，可采用左对齐或I²S接口格式。其选择可通过Cirrus FlexGUI软件的“General Configurations”选项卡或板载“FPGA H/W Control”开关在FPGA的控制端口进行。

6. CS8415数字音频接收机

CS8415将来自光学或RCA连接器的输入S/PDIF数据流转换为PCM数据供CS42L51使用。它可工作在主模式或从模式，生成256xFs主时钟，也可采用左对齐或I²S接口格式。同样，其选择可通过上述方式在FPGA的控制端口进行。

7. 振荡器

板载振荡器提供系统主时钟之一。其选择可通过Cirrus FlexGUI软件的“General Configurations”选项卡或板载“FPGA H/W Control”开关在FPGA的控制端口进行。振荡器安装在引脚插座中，便于拆卸或更换，还安装了额外的插座，可选择使用全尺寸或半尺寸的振荡器。

8. I/O插针

评估板设计了通过串口插针（参考编号J5）和控制端口插针“CS42L51 S/W Control”与外部系统接口。串口插针可访问与DSP接口所需的串行音频信号，其选择可在FPGA的控制端口进行。控制端口插针通过移除“PC”位置的所有分流跳线，可双向访问SPI™/I²C®控制端口信号，用户可选择连接带状电缆到“CONTROL”位置，以便在系统开发的用户应用中操作CS42L51。

9. 模拟输入

RCA连接器通过交流耦合无源滤波器提供线路电平模拟输入，这些输入信号可驱动到CS42L51的单个输入或所有输入。麦克风可连接到1/8英寸插孔MIC1和MIC2。为适应CS42L51某些输入引脚的麦克风偏置输出，还提供了额外的插针，用于将输入音频信号和输出偏置信号多路复用到CS42L51或从其输出。

10. 模拟输出

RCA连接器直接连接到CS42L51的输出，用于评估以地为中心的模拟输出。右声道和左声道插针可选择将经过无源滤波的输出连接到RCA连接器。为评估CS42L51对负载的驱动能力，16 Ω HP负载插针将模拟输出连接到16 Ω负载。耳机也可连接到1/8英寸插孔，连接耳机时，应通过移除每个插针上的跳线断开16 Ω负载电阻。此外，模拟输出之一可通过“Speaker”插针连接到扬声器驱动器，通过红色和黑色香蕉插孔驱动单声道扬声器。

11. 独立开关

“FPGA H/W Control”和“CS42L51 H/W Control”开关控制所有硬件模式选项。

12. USB和RS - 232控制端口连接器

CDB42L51提供图形用户界面（GUI），可通过USB和RS - 232连接器与评估板接口，控制所有软件模式选项。只需将电缆从USB或RS - 232连接器连接到PC，启动Cirrus Logic FlexGUI软件，即可实现对CDB42L51的软件控制。

三、软件模式控制

CDB42L51可与基于Microsoft® Windows的FlexGUI图形用户界面配合使用，实现对CS42L51和FPGA寄存器的软件控制。最新控制软件可从www.cirrus.com/msasoftware下载。设置FlexGUI的步骤如下：

1. 按网站说明下载并安装FlexGUI软件。
2. 连接并向+5.0 V接线柱供电。
3. 使用9针串口或USB电缆将CDB连接到主机PC。
4. 启动Cirrus FlexGUI，成功启动后，所有寄存器将设置为默认复位状态。
5. 按下“Enable CS42L51”按钮启用CS42L51。
6. 点击“Update”按钮刷新GUI，此时所有寄存器的默认状态可见。
7. 在“CODEC Basic Configurations”组中按下并释放“Power Down”按钮，为软件模式操作对CS42L51执行必要的写入序列。

   标准设置

8. 在“General Configurations”选项卡中按需设置信号路由。
9. 在“CODEC Configurations”、“ADC Volume Controls”或“DAC Volume Controls”选项卡中按需设置CS42L51。
10. 开始评估CS42L51。

    快速设置

    也可通过加载预定义的示例脚本文件来配置CDB42L51：

11. 在文件菜单中点击“Restore Board Registers...”
12. 浏览到BoardsCDB42L51Scripts。
13. 选择任何一个提供的脚本开始评估。

    创建个人脚本文件

14. 在文件菜单中点击“Save Board Registers...”
15. 输入能充分描述所创建设置的名称。
16. 选择所需位置并保存脚本。
17. 加载此脚本时，按上述步骤11操作。

各选项卡功能

• General Configuration Tab：提供CDB42L51上信号路由的高级控制，还包括CS42L51的基本控制，用于快速设置简单配置。状态文本显示编解码器的具体配置，会根据相关控制的设置而变化。
• CODEC Configuration Tab：提供CS42L51所有设置配置的高级控制，状态文本显示编解码器的具体配置。
• ADC Volume Controls Tab：提供CS42L51 ADC中所有音量设置的高级控制，状态文本显示编解码器的具体配置。
• DAC Volume Controls Tab：提供CS42L51 DAC中所有音量设置的高级控制，状态文本显示编解码器的具体配置。
• Register Maps Tab：提供CS42L51单个寄存器设置的低级控制，可按位或按字节修改寄存器值。

四、硬件模式控制

CDB可通过“FPGA H/W Control”和“CS42L51 H/W Control”两个开关在不使用软件控制端口的情况下进行配置。这些开关仅在硬件模式下启用，软件模式下被忽略。CDB42L51在初始上电或退出软件模式（如终止Cirrus FlexGUI软件或断开RS - 232串口电缆）时自动进入硬件模式。

1. FPGA H/W Control

“FPGA H/W Control”开关在硬件模式下设置CDB的11种预定义路由拓扑。通过表格和图形可了解每个开关设置的详细信息。

2. CS42L51 H/W Control

“CS42L51 H/W Control”独立开关控制CS42L51的硬件模式选项，不同开关位置对应不同功能。

五、系统连接和跳线

评估板提供了多种连接器和跳线，用于连接各种信号源和负载，实现不同的功能。具体的系统连接和跳线设置可参考文档中的表格。

六、注意事项

虽然CS42L51支持+1.8 V和+2.5 V的VL电源供应水平，但CDB42L51不支持这些水平。因此，为确保电路板正常运行，插针J31（VL）必须设置为+3.3 V。这一限制仅由于CDB42L51的硬件设计，CS42L51允许的电压水平在其数据手册中有规定。

CDB42L51评估板为CS42L51编解码器的评估提供了全面且灵活的解决方案。无论是硬件模式还是软件模式，都能满足工程师对编解码器性能评估的需求。在实际应用中，工程师们可以根据具体需求选择合适的配置方式，深入了解CS42L51的性能特点。大家在使用过程中有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。