采用單芯片KH93L001UC實(shí)現(xiàn)USB Phone功能

作者Email: CliveLiu@mxic.com.cn

摘要：KH93L001UC是旺宏微電子（蘇州）有限公司推出的單芯片USB Phone解決方案；本文介紹了這顆芯片的基本框架，并詳細(xì)介紹了如何采用這款芯片來實(shí)現(xiàn)VOIP功能。

關(guān)鍵詞：USB，HID，Codec，PLL，網(wǎng)絡(luò)電話

1．概述
KH93L001UC是旺宏微電子（蘇州）有限公司2006年推出的USB Phone單芯片解決方案，其內(nèi)部高度集成了USB Transceiver，Voice Codec，PLL，Regulator，蜂鳴器接口，HID鍵盤接口及GPIO，周邊所需器件較少；采用此芯片設(shè)計(jì)USB網(wǎng)絡(luò)電話，可以有效的降低生產(chǎn)成本，并加快產(chǎn)品的上市時(shí)間。

2．系統(tǒng)組成
由于KH93L001UC已高度集成了實(shí)現(xiàn)USB Phone所需的基本模塊，因此，只需要一些簡(jiǎn)單的外圍必備電路，就可以實(shí)現(xiàn)USB Pone網(wǎng)絡(luò)電話功能。

圖1：使用KH93L001UC實(shí)現(xiàn)USB Phone系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)組成如圖1所示，KH93L001UC可分別支持段碼（如HT1621）及點(diǎn)陳（如NT7532）LCD控制器接口，具有硬件檢測(cè)摘、掛機(jī)功能，其內(nèi)部已經(jīng)通過硬件配置成了標(biāo)準(zhǔn)USB Audio設(shè)備及HID設(shè)備，在Windows 2000、Windows XP、Linux等操作系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別，無需用戶安裝任何驅(qū)動(dòng)程序。設(shè)備端按鍵識(shí)別、LCD顯示、封鳴器及GPIO控制都可以通過PC端的應(yīng)用軟件來操作，用戶不需要編寫任何復(fù)雜的設(shè)備固件程序；另外，為方便用戶使用此芯片進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用，旺宏微電子（蘇州）有限公司還提供了一套基于此芯片的SDK應(yīng)用開發(fā)包。

3．引腳定義及說明
針對(duì)這款KH93L001UC USB Phone芯片，旺宏微電子公司為滿足不同程度的客戶需求，分別提供了PQFP44和COB兩種封裝，其中PQFP44封裝引腳定義如圖2所示。

圖2：KH93L001UC引腳定義圖 

表1：KH93L001UC引腳說明

引腳	名稱	引腳功能	描   述
1	VOUT	電源	LDO 3.3V電源輸出
2	AVDD	電源	LDO電源輸入
3	XI	模擬IO	晶振輸入
4	XO	模擬IO	晶振輸出
6	USBDM	模擬IO	USB接口
7	USBDP	模擬IO	USB接口
8	CREF	模擬輸入	外部參考電路
9	LCD_EN	數(shù)字輸入	LCD使能信號(hào)
10~13、18	KI0~KI4	數(shù)字輸入	矩陣鍵盤輸入
14	BACKLIGHT	數(shù)字輸出	打開、關(guān)閉LCD背光控制
15、16	nTEST	數(shù)字輸入	內(nèi)部測(cè)試
19~23	KO0~KO4	數(shù)字輸出	矩陣鍵盤輸出
24	SPEAKER	數(shù)字輸出	打開、關(guān)閉喇叭控制接口
25	PICKUP	數(shù)字輸入	摘、掛機(jī)檢測(cè)
26	DVDD	電源	3.3V輸入
27	IN_USE	數(shù)字輸出	狀態(tài)指示
28	LCDWR	數(shù)字輸出	LCD串行時(shí)鐘輸入
29	LCDA0	數(shù)字輸出	LCD命令、數(shù)據(jù)切換
30	LCDD	數(shù)字輸出	LCD串行數(shù)據(jù)輸入
31	LCDCS	數(shù)字輸出	LCD片選信號(hào)
37	DVSS	電源	電源地
40	DACOUT	模擬輸出	音頻輸出
41	ANA_VREF	模擬輸入	音頻外部參考電路
42	ADCIN	模擬輸入	麥克輸入
43	AVSS	電源	電源地
5、32~36、38~39、44	NC	空腳

4．工作原理及功能
（1）.  KH93L001UC芯片內(nèi)部已經(jīng)集成了一個(gè)LDO，從AVDD輸入5V±10%的電壓，此輸入可以直接采用USB供電；LDO輸出端VOUT就可以得到3.3V±10%的輸出電壓，VOUT在集成電路內(nèi)部只提供給Voice Codec，集成電路內(nèi)部其他部分的電源需要從芯片的26腳DVDD提供。通過實(shí)驗(yàn)得知，為了保證有一個(gè)良好的語(yǔ)音通話質(zhì)量，建議在使用此芯片時(shí)LDO的輸出只提供給麥克風(fēng)做偏置和放大使用，DVDD另外再用一組電源供電比較好。
（2）.  KH93L001UC芯片提供了一個(gè)5Х5（KI0~KI4、KO0~KO4）矩陣鍵盤掃描接口，通過LCD_EN這個(gè)芯片腳的置高或拉低來設(shè)置矩陣鍵盤是標(biāo)準(zhǔn)HID設(shè)備還是兼容性HID設(shè)備。
（3）. 可通過硬件設(shè)置LCD_EN這個(gè)芯片管腳置1或置0來設(shè)置此設(shè)備是標(biāo)準(zhǔn)HID或兼容性HID設(shè)備。當(dāng)LCD_EN置成1時(shí)，芯片被設(shè)置成兼容性HID設(shè)備，這是可以支持LCD顯示；當(dāng)LCD_EN置成0時(shí)，芯片被設(shè)置成標(biāo)準(zhǔn)HID設(shè)備，這種情況下是不支持LCD顯示的。
（4）.  KH93L001UC這款USB Phone芯片可分別支持段式（如HT1621）和點(diǎn)陣式（如HT7532）LCD控制器顯示接口。
（5）. 另外，這款芯片還帶有直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的接口（BUZZ），檢測(cè)設(shè)備端摘、掛機(jī)接口（PICKUP）、狀態(tài)指示（IN_USE），用來打開、關(guān)閉功放的接口（SPERKER）等。

5．應(yīng)用電路
系統(tǒng)應(yīng)用電路原理圖如圖3所示。
一、為了提高語(yǔ)音通話質(zhì)量，在此應(yīng)用電路中，我們使用了另外一塊BL8550-33CB LDO芯片為KH93L001UC的DVDD及LCD等供電，芯片自帶的LDO輸出只給音頻部分使用。
二、在做PCB布線過程中，因音頻信號(hào)比較敏感，因此，音頻部分布線最好能和時(shí)鐘信號(hào)分開；另外，音頻信號(hào)的隔離電容C8、C13要離音頻信號(hào)源盡可能的近一些。
三、電源的去耦電容需要靠近電源的VCC端。
四、KH93L001UC的第8引腳CREF是芯片內(nèi)部使用的參考電路，需要接一個(gè)1.2K的電阻和2.2uF的電容。
五、晶振回路需盡可能靠近KH93L001UC的XI時(shí)鐘輸入端。 
 

圖3：系統(tǒng)應(yīng)用電路原理圖

6．結(jié)語(yǔ)
KH93L001UC這款單芯片USB Phone集成電路，具有成本低，系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、能夠大大加快產(chǎn)品的上市時(shí)間等特點(diǎn)，，可以應(yīng)用于Skype、QQ、MSN、Voipbuster等VOIP產(chǎn)品。同時(shí)，旺宏微電子公司還提供的一整套的SDK開發(fā)包，方便用戶開發(fā)其個(gè)性話的VOIP產(chǎn)品。