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特征
■只读存储器中的标准高性能功能
- Dolby Digital AC-3、5.1通道和2通道解码，最高每秒640 kbit
- Dolby Pro逻辑编码和解码
- mpeg1和mpeg2双通道解码，支持mpeg2 pes流解析、pts解码和scr处理
■可下载的SiliconSoftware8482;功能
- 奥雷尔A3D，杜比虚拟环绕，哈曼vmax
- Qsound Qsurround？，Spatializer N-2-2？，家用THX
- SRS trusurround，音乐模式
- 低音管理和多声道混音
■灵活的输入/输出
- 串行和/或并行数据流I/O
- 串行SPI、串行Z2C或8位并行主机接口
3个串行输入数据端口和4个串行数据输出端口
描述
ZORAN ZR38601是一款高性能可编程数字音频信号处理器，能够实时单芯片解码杜比数字AC-3 5.1通道和MPEG2数字环绕算法。它是Zoran制造的第四代解码器，基于成熟的ZR38000、ZR38500和ZR38600体系结构。硬件块浮点使其成为杜比AC-3和复杂数字音频信号处理应用的最佳选择。
由于其可编程的高性能和高集成水平，ZR38601在以尽可能低的系统成本满足广泛的系统需求方面异常灵活。在低端，除了振荡器晶体外，它还可以提供标准的固定解码功能，只有一个DAC和一个用于S/PDIF输入的光学接口。在高端，它可以
- 高达96kHz采样率的格式化S/PDIF接收机
- 采样率：32 kHz、44.1 kHz、48 kHz或96 kHz
- 格式化的S/PDIF AC-3和MPEG发射机输出
低系统成本
- 无胶屑无主机操作
- 用于DSP核心和音频I/O的单独内部PLL
- 5.1杜比AC-3/MPEG2不需要外部RAM
- 低成本外部存储器的等待状态生成
- 100针塑料方形扁平包装（PQFP）
- 3.3 V电源，5 V兼容I/O，低功耗
软硬件PC开发环境
- 汇编程序/链接器/模拟器
- 带PC直接连接的片上冰支持
- ZR38600DB演示板，带6个模拟输出、麦克风和线路输入以及可选的PC连接
提供八个输出通道、模拟输入通道、长延迟存储器、自定义操作功能，以及使用下载的SiliconSoftware™产品增强功能进行升级的能力。然而，所有这些灵活性都没有设计复杂性。高度可配置的标准功能，简单的命令结构，使软件开发最小化，同时为高度定制的产品开发人员提供一整套开发工具。
佐兰公司■3 112 Scott Blvd.■加利福尼亚州圣克拉拉95054■+1（408）919-4111■传真+1（408）919-4122■ 2月15日第1999章
ZR38601主要适用于音频/视频家庭影院接收器、数字音频广播（DAB）、三维音频、六声道扬声器系统和卡拉OK处理器等音频应用；主要适用于视频应用，如SDTV和HDTV立体声电视接收器、数字有线和卫星电视机顶盒；以及多媒体应用，如WI。它包括音频和视频，如多媒体PC和数字视频磁盘（DVD）播放器。
一般说明
ZRANZR38601是ZR38000高性能可编程数字信号处理器产品线中最新的数字音频处理部件。它特别配置了外围设备、I/O功能和数字音频软件。今天，高质量的数字音频从一个主要的解码功能开始，并添加适当的数据流协议和I/O配置接口以匹配应用程序。ZRS38601具有这些主要的解码和协议软件功能，但仍有处理周期，可用于其他产品区别功能。ZR38601在系统I/O和硬件配置方面也具有必要的灵活性。
ZR38601是与早期ZR38600兼容的插针和指令集，但具有更高的50-MIPS处理率和更大的内部程序和数据RAM和ROM。这些提供了新的96 kHz采样率S/PDIF解码和增加的处理周期和内存，以实现其他功能。新的硬件功能包括可编程定时器、Z2C串行主机接口和更多对24位I/O数据格式的支持。
功能
AC-3和MPEG是目前使用的主要解码功能。ZR38601具有这些功能及其相关的测试功能，以及所需的设置、操作和系统功能，以便在最终用户产品中使用。此外，越来越多的硅软件功能可以为产品添加特殊的增强和区分功能。
主要解码和测试功能
该主要数字音频功能（六通道AC-3解码器）的同步S/PDIF输入和5.1通道DAC（数模转换器）输出。
或者四个通道的pro-logic输出为两种DAC形式之一：四个通道直接或模拟pro-logic解码器。
PCM+PRO逻辑
对于双通道PCM输入，功能选择是四通道Pro逻辑解码或双通道立体声混音，包括从一个输入通道向两个输入通道的上混音。
MPEG
mpeg1解码器接受mpeg1或mpeg2输入流，并以dac形式生成pro-logic dac输出或双通道立体声。
粉红噪声
为了测试用户在听力空间中的扬声器平衡，设计了一种六通道粉红色伪随机噪声发生器。单个扬声器可以任意组合启用。
SiliconSoftware™功能
SiliconSoftware是Zoran或第三方供应商为ZR38601提供的一组附加功能，可以现在添加特殊功能或将来提供新功能。
三维音频
目前，有六个提供三维音频的提供商，仅使用两个扬声器就可以产生三维声场效果。这些功能包括Aurelal A3D、Dolby虚拟环绕，
Harman Vmax、Qsound Qsurround™、Spatializer N-2-2™和
SRS桁架。它们可以使用两个或六个通道输入和AC-3或MPEG解码器。
低音管理
选择的低频可以通过低音管理重定向到不同的扬声器。适用于所有类型的解码，以补偿使用的扬声器类型。
DVD-线性PCM
特别规定了用于数字视频磁盘（DVD）应用的AC-3/MPEG解码和3-D音频和低音管理的数据格式和同步。
霍尔效应/音乐模式
将性能环境的自然声学效果添加到原始录制环境中。
家庭THX5.1
剧院THX，用于家用娱乐系统。
卡拉OK处理
声音抵消、音调变换、回声和混响。
自定义函数等。
产品设计人员总是可以添加自定义功能和变体，通常使用非常简单的软件添加。
操作和设置功能
这些控制简单的启动和停止解码功能的操作，并确定初始的硬件操作和配置。
系统功能
这些功能控制实时操作，包括接口事务、程序加载和电路内测试。
系统配置
ZR38601是高度独立的，可以与少数外部零件一起工作，如图1所示。然而，它在适应更大、更高性能系统的需求方面非常灵活。图2显示了所有可能的选项，这些选项被支持以形成一个完整的系统。
ZR38601不需要主机微处理器，但如果系统中有一个，则可以利用它。可以使用位串行SPI（小型外围接口）或Z2C接口，也可以使用字节宽的并行接口。
数据输入/输出
编码的数字输入数据流可以使用位串行或字节并行接口或S/PDIF接收器，ZR38601可以是主设备，也可以是从设备。在主模式或从模式下，最多可以以位串行ADC（模数转换器）格式输入六个模拟信号通道
解码后的音频输出可以是8个位串行数模转换器格式的通道，也可以是来自S/PDIF发射机的6个编码通道。
记忆
通常不需要外部存储器，但可以为程序和/或数字音频数据添加外部存储器。当不使用主机时，附加的程序存储器提供不同的或附加的功能，并允许为将来的可升级性使用ROM技术的选择。对于具有长声学延迟、输入缓冲或大数据表的功能，可能需要外部数据存储器。程序内存接口是字节宽的，以提供最小的成本和部件计数。
功能描述
下面是对ZR38601软件操作和配置及其硬件配置的更完整描述。
软件-操作
ZRS38601的一个主要优点是在广泛的系统需求下，它便于系统开发人员使用。标准功能易于使用，但可以添加自定义功能，而无需返回到具有复杂实时操作系统考虑或详细I/O协议的自定义软件开发。这是因为所有软件功能都提供了一个通用的命令和响应序列，用于主机或用于从内部程序调用的API（应用程序编程接口）。每种方法都提供了添加自定义函数的方法，而不仅仅是一种方法，而是一系列依赖于自定义函数的复杂性的方法。
意性地示出了在中间显示的操作、设置、主和硅软件功能。使用系统实用程序来维护与主机的通信，主机可以发出一系列带有响应的命令来控制ZR38601的操作。实用程序向函数发出API调用。所有的软件开发都可以限制在主机微处理器上，即使操作中的功能类型的变化是基于从ZR38601的操作中获取信息。
或者，命令中的控制信息可以按从ZR38601处理器内部运行的自定义程序发出的API调用序列输入。现在不需要主机。
通过主机命令/响应流或API调用，可以添加本机ZR38001代码中的自定义函数，而不会失去在公共结构中易于使用的优点。
表1总结了标准主要、操作和设置功能的命令和响应。注意，有对ZRS8601的读和写命令，以及从ZRS8601到主机的响应。响应是由于正在进行的正常操作中的命令，或者是来自以下带有读取命令的特定命令的命令。
ZR38601驻地控制程序主机驻地控制程序
软件-功能
主要解码和测试功能
杜比数字AC-3译码器功能的主要工作模式如表2所示。可选择输入和输出端口及其格式，包括音频/视频同步（AVS）操作、恒定或请求驱动的PES封装输入和DVD线性PCM。
AC-3输入解码速率高达每秒640 kbits。可以对扬声器配置、动态范围压缩、下混、延迟、过滤和错误隐藏策略进行全面选择。还支持卡拉OK下混，包括下载的卡拉OK系数。
PCM+PRO逻辑
对于双通道PCM输入，功能选择为四通道Pro逻辑解码或双通道立体声混音。可以选择扬声器配置、下混音、延迟和环绕声过滤。
MPEG
MPEG1解码器功能接受MPEG1或MPEG2输入流，并以DAC形式生成Pro逻辑或双通道立体声输出。可以选择扬声器配置、动态范围压缩、下混音、延迟和环绕滤波。
粉红噪声
这是一个六通道粉红色（等能量每恒定比例带宽）伪随机噪声发生器测试函数。它是为了测试用户在收听空间中的扬声器平衡。六个单独的扬声器可以在一个可调水平上以任何组合启用，有或没有带限滤波器。
SiliconSoftware™功能
三维音频
有六个使用ZR38601的三维音频第三方提供商。此功能提供只有两个扬声器的三维声场效果。这些认证功能包括Aurelal A3D、Dolby虚拟环绕、Harman Vmax、Qsound Qsurround™、Spatializer N-2-2™和SRS Trusurround。它们与两个或六个通道输入以及AC-3、MPEG和Pro逻辑解码器一起工作，如表3所示。
低音管理
根据收听区域中使用的扬声器，可能需要改变扬声器之间的低音分布。提供了扬声器配置的选择，并以最简单的形式提供80、100或120赫兹的低通截止频率。全功能允许下载低通和高通滤波器系数以及单个扬声器的声级。
低音管理与两个或六个通道输入和AC-3，MPEG和Pro逻辑解码器一起工作。虽然某些三维音频功能包括某些低音管理功能，但它不适用于三维音频。
除了标准解码功能的音频/视频同步（AVS）和请求驱动的PES封装输入功能外，此DVD功能还具有三维音频功能和低音管理。它与两个，六个或八个通道的PCM输入和AC-3，MPEG和Pro逻辑解码器一起工作。
霍尔效应/音乐模式
使用此功能，可将短期和长期延迟和混响添加到多通道PCM输入端。下载延迟系数以模拟各种声学环境。
（音乐厅、教堂、体育场等）
家庭THX5.1
此功能在级联连接的两芯片组中使用时，在家庭监听环境中提供LucasFilm Theater THX的声音。输入芯片运行所有标准解码功能，并将其PCM输出传递给第二个芯片进行THX5.1处理，包括全低音管理、去相关、音色匹配和重新均衡以及单独可编程的信道延迟。
卡拉OK处理
除了标准解码功能的卡拉OK输入混合功能外，这是真正的卡拉OK处理，具有语音取消、音高变换、语音回声和混响以及低音管理功能。此功能可能需要外部数据存储器
操作和设置功能
表1总结的操作功能是在选择了主要解码功能后，系统控制所需的实时启动和停止命令。还包括获取输入通道和解码状态的命令，以监控正在进行的操作。PTC和STC时钟也可以被监控，以确保音频和视频同步。
设置功能在操作开始前或在进行重大操作更改时配置硬件和软件。硬件配置和初始化包括锁相环（PLL）、系统时钟和输入/输出（I/O）。软件可以通过主机处理器从其I/O或内存系统安装到位。它可以采用自定义命令及其参数的形式，也可以直接执行核心DSP处理器的本机代码。
系统功能
驻留在每个程序ROM中的标准ZR38601函数的其余部分是系统函数
监测器
这是所有ZR38601函数在正常操作中使用的简单的实时操作系统迷你内核。
系统实用程序维护功能间共享的各种I/O接口的操作。这些包括串行音频数据端口、串行SPI或Z2C主机接口和用于命令和响应的并行主机接口。这些实用程序还包括初始和重置引导程序，用于确定启动ROM并执行其初始化过程。
冰调试
在使用ZR38000系列模拟器进行电路仿真调试时，监视器采用单步执行和断点执行程序的模式。
由于ZR38601能够从一个低成本的固定功能设备配置到一个非常灵活的全功能音频处理器，关于软件的配置有很多选择。
软件配置
已配置，与系统硬件配置相关。重要的考虑因素是是否使用主机，以及是否只使用标准命令。表4总结了最常见的配置及其相对优势。
不同硬件配置下软件的可能来源和驻留。从片上程序ROM开始，它可以是标准版本，也可以具有如图所示的自定义功能。如虚线箭头所示，可以从三个源下载自定义和SiliconSoftware函数到片上程序RAM中。如果没有主机，则必须从外部字节宽度的程序ROM加载。对于主机，它可能来自主机自身的非易失性内存（通常是ROM或Flash EPROM），或者通过其I/O外围设备（如在线链接）或可移动内存介质（如软盘）加载。
硬件-系统配置
ZR38601支持图2所示的所有硬件，第3页的复合系统框图。主机、数据输入和输出以及外部内存的选择汇总在表5中。这些是由标准函数和标准命令支持的。单个SiliconSoftware功能支持其他配置。例如，卡拉OK处理支持位串行ADC数据输入和音调校正和声音混响所需的外部数据RAM。
ZR38601的操作不需要主机微处理器。一个自定义程序，无论是在内部只读存储器或外部只读存储器与标准的内部只读存储器，是足够的。然后通过GPIO（通用输入/输出）端口控制操作。
但是，如果使用主机，则具有最大的灵活性。外部硬件中成本最低的是串行主机接口。四线SPI（小型外围接口）或两线Z2C信号（见表6）直接连接到大多数低成本微控制器。主机串行接口没有速度限制它使并行接口可以与外部存储器一起使用。
ZR38601的并行接口可用于与微处理器主机的字节范围连接，以及支持标准命令的字节范围I/O。如果在开发人员的软件中调用，则并行接口的全部16位可用于I/O连接。注意，当并行接口用于外部数据或程序内存时，不能同时用于主机和I/O。
数据输入/输出
主要数据输入是单线数字音频接口接收器。这完全符合S/PDIF、IEC-958、AES/EBU和EIAJ CP-340消费者标准。对于原始或打包的比特流以及
使用GPIO0端口上的DREQ信号进行数据驱动的主操作。串行端口A或字节宽度的并行接口可交替用作通道位流的主或从。并行接口还提供数据驱动的主操作，但不能与系统中的外部存储器同时使用。
当SiliconSoftware功能需要时，多达六个位串行ADC数据通道可以作为各种工业格式的主或从设备输入。
多达八个通道的位串行数模转换器数据可以作为主或从设备以相同的工业格式输出，包括IS和EIAJ，具有字、帧和无帧同步。端口B、C和D由标准的6通道功能使用，端口G还用于8通道硅软件功能。否则，端口G用作S/PDIF主发送器。2
外部存储器
并行端口的20个地址和16条数据线允许为程序和数据存储提供广泛的外部内存选择（如果需要），以实现SiliconSoftware功能或未来的灵活性。对于速度较慢、成本较低的内存，支持可变等待状态。不与并行主机或I/O接口同时使用。
硬件-数字音频处理器
ZR38601由界面、存储器和系统时钟组成，它们围绕着图5所示的ZR38001 DSP核心。每个接口和电源连接的单个信号汇总在表6中。
该图说明了串行输出端口G与S/PDIF发送器的共享，以及外部主机、I/O和内存的并行端口的多个功能。表6中的注释：如何利用未使用的16位内存数据线
外部主机和I/O采用并行字节宽接口时的附加控制。
使用标准功能，六个GPIO信号中的三个被编码。-
作为静音输入、I/O数据请求输出、DREQ和I/O错误输出、错误。
内部存储器很大：32位程序/数据只读存储器的20kwords增加了2 kwords的可下载RAM。数据专用存储器是一个20位数据字精度的10 kword RAM。
两个可编程锁相环（PLL），一个用于
DSP核心（F）和一个音频串行端口（F）允许独立选择这两个关键的内部时钟频率。当ZR38601系统振荡器不是由其自身的外部晶体决定，而是由预定的系统时钟频率决定时，这一点尤为重要。拥有两个PLL，使得DSP核心以其最大50 mips速率（f=100 MHz）同步运行以进行处理，而串行I/O以32、44.1、48或96 kHz的标准采样率运行，而不管预定的系统时钟频率是否为公共子倍数。DSP音频DSP
电源为3.3伏以降低功耗，但所有I/O信号均为5.0伏，可用于5.0伏系统。
