MP3解碼芯片全攻略之飛利浦芯片篇

解碼芯片是MP3的處理核心，其主要作用就是將存儲(chǔ)在介質(zhì)上的MP3文件解碼。并還原成模擬的聲音，然后通過耳機(jī)播放出來。它是MP3工作中最重要的一環(huán)，很大程度上影響了最終的音質(zhì)表現(xiàn)。

由于MP3是一種有損壓縮的編碼格式，優(yōu)秀的解碼芯片能夠更好地還原音頻信號，可以在很大程度上彌補(bǔ)音頻信號的損失。相反的，低端的解碼芯片會(huì)令MP3的編碼信息進(jìn)一步損失。

隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，新一代的解碼芯片已經(jīng)不單單只有MP3解碼功能。而是將MP3的很多擴(kuò)展功能(如Line In、USB2.0高速傳輸接口等)集成在芯片內(nèi)部，降低了MP3外圍電路的復(fù)雜性。給MP3的小型化提供了可能，同時(shí)給MP3帶來了越來越齊全的功能。

解碼芯片對于MP3的重要性，相當(dāng)于引擎對于汽車。沒有好的引擎，斷然造不出好車。但是有好的引擎，卻不一定代表可以造出好車，還要看廠家的研發(fā)制造能力。對于MP3來說，電路的PCB設(shè)計(jì)、焊接的工藝、線路板材料和元器件的選料都是很關(guān)鍵的。各個(gè)廠家之間有著很大的區(qū)別，特別是大廠和一些雜牌廠家的區(qū)別就更大了。因此，即便使用的是相同的芯片，不同產(chǎn)品之間的價(jià)格差異還是很大的。建議大家在選購產(chǎn)品時(shí)除了認(rèn)明芯片外，也盡量選擇一些名牌大廠的產(chǎn)品。

目前市場上流行的MP3解碼芯片有很多，但最受推崇口碑最好的還是PHILIPS芯片。它幾乎一向都出現(xiàn)在高端的MP3中，功能非常強(qiáng)大，音質(zhì)相對其他方案也更加的突出。可以這么說，PHILIPS是目前最好的MP3芯片制造商，它的MP3芯片是目前市場上音質(zhì)表現(xiàn)最好的。

今天PHILIPS的MP3解碼芯片已經(jīng)發(fā)展成了一個(gè)大家族，主要有SAA775x系列和PNX010x系列，不同型號的產(chǎn)品，性能和功能上都存在較大差異。PHILIPS芯片都是BGA(Ball Grid Array)封裝，也就是球狀引腳柵格陣列封裝技術(shù)。它是一種高密度表面裝配封裝技術(shù)，在封裝的底部，引腳都成球狀，并排列成一個(gè)矩陣。

BGA封裝具有芯片面積小的特點(diǎn)，可以減少PCB板的面積。但是需要非常專業(yè)的焊接設(shè)備，無法手工焊接。另外BGA封裝的芯片難以用雙面板完成PCB布線，需要多層PCB板。小廠家是很難在MP3中使用BGA芯片的，所以PHILIPS芯片幾乎都在進(jìn)口MP3中使用。

在這里，不得不說到MPIO和iRiver這兩家韓國廠商。MPIO和iRiver是MP3市場上的專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)品牌，他們的產(chǎn)品向來都是高音質(zhì)和高質(zhì)高價(jià)的代名詞。這兩個(gè)品牌共同的一個(gè)特點(diǎn)就是全面采用了PHILIPS的解碼芯片。他們在MP3高端市場的巨大成功，也成就了PHILIPS解碼芯片的高端地位。

SAA775x是我們最常見的飛利浦IC芯片系列，它流行了將近兩年時(shí)間。在所有SAA775x產(chǎn)品中，又以SAA7750EL/N102最為聞名，被國外許多MP3大廠采用。我們經(jīng)常在主流產(chǎn)品中都可以看到它的身影。

SAA7750的同門兄弟SAA7751僅有DSP內(nèi)核和閃存，沒有包含音頻多媒體解編碼器。只能用于本身可升級的CD光盤播放器上。而SAA7752是一個(gè)低價(jià)格的解決方案，只包含了DSP芯片，使用外置內(nèi)存來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，主要面向CD隨身聽的應(yīng)用領(lǐng)域。至于SAA7753，同樣僅有DSP芯片，而且直接用嵌入式內(nèi)存代替了閃存，對應(yīng)低價(jià)格的CD播放系統(tǒng)，可以提供一個(gè)附加MP3的功能。

SAA7750中內(nèi)含速度高達(dá)73MIPS 的24位DSP(Digital Signal Processor，數(shù)字信號處理器)和32位ARM RISC處理器。它具有可編程的DSP架構(gòu)，開發(fā)者可以進(jìn)行固件升級。使播放器兼容更多的音頻格式，或者支持多種國家的語言，支持的MP3文件解碼速率為8Kbps - 320Kbps。兼容多段多檔位EQ音效處理，包括3D定位音效和超重低音，高低音量均可任意調(diào)節(jié)。支持MIC錄音，生成ADPCM格式的音頻文件。支持文件標(biāo)簽信息，ID3 v1.0-v2.40版本，可以同步顯示歌名和歌曲信息。具有Line-in和光纖輸入直錄功能，使用戶無需通過電腦下載MP3音樂，而且能夠達(dá)到8kbps-320kbps的比特率。

在數(shù)字接口方面，SAA7750僅僅支持USB 1.1傳輸標(biāo)準(zhǔn)。不過它可外接閃存卡，方便擴(kuò)充存儲(chǔ)容量。SAA7750內(nèi)置了一個(gè)16位立體聲音頻ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)和DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)，并且?guī)Ф鷻C(jī)音頻放大器，可以輸出每聲道12mW(16歐姆)的強(qiáng)勁功率。相比之下，另一個(gè)大廠家Sigmatel的芯片的輸出功率只有每聲道5mW左右。SAA7750具有高級能源管理功能，一節(jié)AA電池的可以連續(xù)播放24小時(shí)左右，同時(shí)也可以支持鋰電池和AAA電池。

尤其值得注意的是，PHILIPS的SAA7750/SAA7751本身僅僅是解碼芯片，必須采用外部的控制芯片才能使用。PHILIPS芯片本身價(jià)格就比較昂貴，加上外圍芯片，整體成本就比較高了。所以采用飛利浦芯片的MP3價(jià)格一般都比較昂貴。

應(yīng)該說，采用飛利浦SAA775x的MP3都是優(yōu)秀音質(zhì)的代表。當(dāng)然，它們的售價(jià)也是比較高的。對于采用這一芯片的MP3來說，搭配森海塞爾MX300級別的耳塞是最低要求了，要獲得更好的音質(zhì)就不得不購買更加高端的耳塞了。

根據(jù)PHILIPS半導(dǎo)體的命名規(guī)則，PNX系列主要應(yīng)用范圍為數(shù)字電視、Hi-Fi音響等專業(yè)領(lǐng)域，而SAA系列則是面向便攜式隨身聽而開發(fā)。該芯片在較早前由于資料缺乏，加之SAA系列的巨大成功，因此被蒙上了一些神秘色彩，人們對它懷抱著巨大的期望，希望它具有比SAA7750更高的性能表現(xiàn)。

除了前面提到的PNX0101之外，該家族還有PNX0102和PNX0105兩個(gè)成員。PNX0101和PNX0102是專為閃存MP3隨身聽而開發(fā)的，PNX0105則是針對硬盤式多媒體播放器的產(chǎn)品。

PNX0101內(nèi)嵌4Mbit的可編程FLASH存儲(chǔ)器，這部分空間是用來存儲(chǔ)播放器的固件程序的。讓人詬病的是，PNX0101只支持低速率的USB1.1接口。相比之下，PNX0102則內(nèi)嵌有8Mbit的可編程FLASH，并且提供了對USB2.0的支持。PNX0105同樣支持USB2.0，而且還支持GDMA和IDE(ATA/ATAPI/PC Card)等接口，但它沒有內(nèi)置可編程FLASH。

目前可以大量到貨的只有采用PNX0101的產(chǎn)品，PNX0102只是在很少的產(chǎn)品中得到應(yīng)用(如MPIO的FY400，其價(jià)格還是天價(jià))。而PNX0105還沒有量產(chǎn)的產(chǎn)品。由于PNX0101不支持USB2.0，因此目前所有具備USB2.0接口的采用PNX0101芯片的MP3都是通過外加的USB2.0控制芯片來實(shí)現(xiàn)的。

PNX0102和PNX0102芯片都采用了32位的ARM7核心的RISC處理器，主頻為60MHz，可以支持圖片瀏覽等多媒體應(yīng)用。PNX0105則采用了ARM9核心的RISC處理器，主頻高達(dá)140MHz，除了可以快速瀏覽圖片，還能支持視頻播放。

PNX家族都內(nèi)含速度高達(dá)80-100MIPS 的24位EPICS7B音頻DSP，內(nèi)置了一個(gè)16位立體聲音頻ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)和DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)，并且?guī)Ф鷻C(jī)驅(qū)動(dòng)。PNX0101和PNX0102都采用了小巧的TBGA180封裝，面積只有10mm*10mm，PNX0105則采用和SAA7750一樣的LFBGA228封裝，尺寸為15mm*15mm。

與SAA7750EL相比，除了具有更高的處理器性能以外，PNX010x系列的最高輸出功率由12mW提高到了18mW。而且能耗更低，一節(jié)AA電池就可以支持50小時(shí)的連續(xù)播放，是SAA7750的2倍。同時(shí)通過LifeVibes音頻增強(qiáng)算法，可以支持MP3壓縮。

一般來說，采用PNX010x芯片的MP3的音質(zhì)都是非常優(yōu)秀的，它們往往都隨機(jī)配備了質(zhì)量很好的耳塞。不過如果你有更高的要求，購買更加高端的耳塞也是需要的。

1、iRiver IFP-7xx系列：是目前艾利和的主流中端型號，音質(zhì)表現(xiàn)真的讓人沒話說的。

2、MPIO FG100：采用仿古的錄音機(jī)造型，是世界上第一個(gè)采用光纖輸入的MP3隨身聽，錄音品質(zhì)更高而且速度也更快了。

3、MPIO FY400：全球首款采用PNX0102芯片的MP3產(chǎn)品，外形充滿了陽剛之氣。

總結(jié)：

使用飛利浦芯片的MP3一般都被認(rèn)為有不錯(cuò)的音質(zhì)。以前由于使用這種方案的MP3很少，而且都是國外產(chǎn)品，所以售價(jià)都比較高。不過，隨著國產(chǎn)品牌使用飛利浦方案的增多，以及國外品牌的更新?lián)Q代，使得更為廉價(jià)的采用飛利浦方案的MP3開始普及起來了。講求音質(zhì)的音樂發(fā)燒友可以開始行動(dòng)了，在千元以內(nèi)可以有眾多的韓國產(chǎn)品可以考慮，在500左右也有不少國內(nèi)品牌可以考慮。

Sigmatel芯片篇

飛利浦芯片雖然性能出色，卻并不是國內(nèi)MP3用得最廣的解碼芯片，市場占有率比起西格馬泰(Sigmatel)只能算是很小一部份。

Sigmatel在MP3業(yè)界可謂如雷貫耳，憑借價(jià)格、集成度、功能、兼容性等多方面的綜合優(yōu)勢，Sigmatel旗下的一系列解碼芯片深受國內(nèi)廠商的青睞，市場占有率(閃存類MP3)長期以來都在60%以上。他不僅是三星、iaudio等韓國品牌的芯片供應(yīng)商，更是國內(nèi)業(yè)界的霸主，幾乎所有的國產(chǎn)中端品牌使用的都是他的解決方案。Sigmatel面向中小型的企業(yè)，采用了非常有力的市場策略，價(jià)格優(yōu)惠只是一個(gè)方面，更主要的是技術(shù)支持非常到位，產(chǎn)品線全面豐富，同時(shí)產(chǎn)品更新?lián)Q代速度也是最快的。

在Sigmatel的官方網(wǎng)站上，你可以找到大量的技術(shù)資料。同時(shí)中小型的企業(yè)也可以以很優(yōu)惠的價(jià)格買到Sigmatel的SDK開發(fā)板和開發(fā)軟件。目前有很多開發(fā)公司都從事Sigmatel芯片的開發(fā)，在它上面可以實(shí)現(xiàn)的功能越來越多，包括電子圖片、歌詞同步、TXT閱讀、鬧鐘等等。

由于小編是學(xué)嵌入式系統(tǒng)的，因此對于產(chǎn)品的開發(fā)流程還是有一些了解。你看到上面的這塊電路板就是Sigmatel提供的開發(fā)板，它上面有35xx芯片(下方偏右的黑色方塊)。耳機(jī)和LineIn插孔，USB接口(上方偏右銀色的部分)，LCD屏幕，以及功能按鍵(在左下方)等等。MP3的開發(fā)人員拿到這塊電路板后，會(huì)使用一條JTAG接線，連接電腦的并口和電路板上的DEBUG_PORT，然后在PC上運(yùn)行開發(fā)工具軟件(一種類似于Visual C之類的工具)。在上面編寫MP3播放器的應(yīng)用程序，編譯通過后，可以下載到35xx芯片的內(nèi)置FLASH上。然后斷開開發(fā)板和電腦的連線，進(jìn)行功能測試。

如果測試通過，廠家會(huì)把多余的沒有用到的電路模塊去掉，重新設(shè)計(jì)PCB電路板。使它可以裝進(jìn)MP3小巧的外殼里面。之后就是生產(chǎn)的流程了，廠家會(huì)把PCB版圖交給電路板廠，然后把裝載有固件程序的35xx芯片和一些外部元件焊接到PCB板上，再進(jìn)行外殼裝配等工作，一臺(tái)MP3就生產(chǎn)出來了。

對于資金和技術(shù)實(shí)力稍大一些的公司，可以進(jìn)行更深入的開發(fā)，充分發(fā)掘芯片的潛力。下面的這塊是Sigmatel的高級開發(fā)板。它上面的配置更加齊全，并且使用的是BGA封裝的35xx芯片。BGA也就是Ball Grid Array，中文意思是球狀引腳柵格陣列封裝技術(shù)。它具有芯片面積小的特點(diǎn)，可以減少PCB板的面積，有助于MP3的小型化，但是它需要專業(yè)的焊接設(shè)備，無法手工焊接。

正是依靠著Sigmatel充分的技術(shù)支持，國內(nèi)進(jìn)行35xx芯片研發(fā)的廠家數(shù)目眾多，對35xx芯片的潛力也發(fā)掘的相當(dāng)充分。這也正是國內(nèi)使用Sigmatel芯片的產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，并且價(jià)格戰(zhàn)越演越烈的原因。

正所謂長江后浪推前浪，前浪死在沙灘上。當(dāng)STM3410/1342成為昨日黃花，STM3520強(qiáng)勢出擊，攻占了幾乎整個(gè)中端市場的江山。而STM3502則依靠STM3520的名聲悄然崛起，成為了中低端市場炙手可熱的明星。

其實(shí)，除了上面提到的這幾款熱門芯片之外，Sigmatel還有很多的芯片，它的產(chǎn)品線是非常齊全的。下表中列出的是Sigmatel的各款芯片的主要參數(shù)。

為了方便廠家的應(yīng)用，Sigmatel使用了一套標(biāo)準(zhǔn)的命名規(guī)則。這個(gè)是針對研發(fā)廠家的。

總體而言，采用Sigmatel解碼芯片的MP3音質(zhì)表現(xiàn)會(huì)中規(guī)中矩，聲音比較亮麗，中音表現(xiàn)一般，低音量感不足、高音比較生硬，它在音樂的表現(xiàn)上要略遜于飛利浦解碼芯片。

一、Sigmatel 34xx系列：

STMP 34xx是Sigmatel公司的較早期系列產(chǎn)品。雖然目前已經(jīng)不再是市場的主流了，但是在這一系列上可以看到MP3的發(fā)展軌跡。其單片芯片集成了幾乎全部的功能，只要外接一塊FLASH閃存和一些簡單的阻容元件，這就是一臺(tái)完整的播放器了。在幾年前就能做到這一點(diǎn)是很難得的，這也是未來MP3解碼芯片的發(fā)展方向。

1、STMP 3410

在兩三年前，STMP 3410的芯片還占據(jù)著MP3芯片市場的半壁江山，STMP3410單芯片方案仍然是目前市場上成熟而常見的一種方案。其價(jià)格低廉、良好的程序移植性的特點(diǎn)曾為它在2003年搶占到80%解碼芯片的市場份額。

由于芯片本身的DAC(數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器)質(zhì)素并不出色，音質(zhì)表現(xiàn)一般，因此它多用在中低檔產(chǎn)品上。我們還可以在許多的早期國產(chǎn)MP3播放器上看到STMP 3410的身影。

2、STMP 3420/1342

STMP 3420更像是STMP 3410的升級版，它在STMP 3410的基礎(chǔ)上增加了對USB2.0(Full Speed)的支持，修正了STMP 3410于某些主板的USB接口不兼容的問題。還增加了MP3硬件編碼功能，在音質(zhì)方面也比STMP 3410有所提高。

不過，STMP 3420和3410都已經(jīng)是市場的昨日黃花了，已經(jīng)退出了市場的主流。只有在一些很早期的MP3上才可以見到它們的身影。

而STMP 1342是一款專為閃存盤而設(shè)計(jì)的功能增強(qiáng)型芯片。該芯片的功能較少，多用在很低端的帶MP3播放功能的閃存盤上，其音質(zhì)表現(xiàn)大致與STMP 3410差不多。

在STMP 34xx系列獲得巨大的成功之后，Sigmatel公司再接再厲，推出了35xx系列芯片。和34xx相比，它們的改進(jìn)主要在兩個(gè)方面。

一是針對34xx音質(zhì)并不太好的問題，改進(jìn)了DAC的設(shè)計(jì)。使得其音質(zhì)有了很大的提高，信噪比達(dá)到了95DB，諧波失真也降到了很低的水平?？傮w來講，它的音質(zhì)和飛利浦的差距已經(jīng)不太大了。如果你不是生有一對“金耳朵”，那么幾乎是聽不出什么差別的。

二是全面支持USB2.0接口，大大加快了數(shù)據(jù)的傳輸速度，適應(yīng)MP3播放器大容量化的要求。不過要注意的是，所謂USB2.0 Full Speed其實(shí)只能達(dá)到1M/S左右的速度，只有USB2.0 High Speed才是真正的USB2.0接口。

在這里順帶提及一下魅族、歌美等國內(nèi)廠家。在3520芯片剛剛推出的時(shí)候，在韓國廠家推出相應(yīng)產(chǎn)品之前，他們便首先推出了3520方案的MP3播放器，也為國產(chǎn)MP3掙了一口氣。目前，魅族在其全線MP3播放器上都采用了3520芯片，包括ME、E2、X6等等，幾乎款款熱銷，從這里也可以看出3520的素質(zhì)。

下圖是Sigmatel的35xx系列芯片的參數(shù)對比，有興趣的朋友可以點(diǎn)擊看看全面的對比，我們就不作翻譯和解釋了。

在這張圖上可以看到35xx芯片的引腳分布，從圖中可以看到各款芯片的不同之處。3501只能使用普通的AA電池，而其他芯片還可以支持3.6V的鋰電池。350x芯片只是支持USB2.0 Full Speed標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)傳輸速度還是很慢的。而3550和3560是針對硬盤式MP3播放器而設(shè)計(jì)的，它們支持硬盤的接口，同時(shí)具有電池充電管理功能。

這是35xx芯片的內(nèi)部模塊結(jié)構(gòu)，可以看出，它的內(nèi)核是一塊24位的DSP數(shù)字信號處理器，具有IDF、IIS、GPIO、SDRAM和SPI等接口。有300KB左右的內(nèi)置程序存儲(chǔ)器，帶有16位的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC，用于FM、MIC和LineIn錄音)，帶有耳機(jī)驅(qū)動(dòng)放大器。

1、STMP 3510/3520

與STMP 3410相比，STMP 3510不僅支持USB2.0(High-Speed)，速度可以達(dá)到3M/S以上，而且改進(jìn)了綜合能源管理、支持電池充電功能檢測、并且強(qiáng)化了數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器和耳機(jī)驅(qū)動(dòng)放大器電路、擁有子目錄管理能力等智能化的功能。

STMP 3520改進(jìn)了以往STMP 3410/1342中音表現(xiàn)一般、高音生硬的缺點(diǎn)，它的音質(zhì)清澈，信噪比的理想值可以達(dá)到95dB。增加了對MP3硬件編碼、FM收音和USB2.0等功能的支持。STMP 3520比前代產(chǎn)品在處理速度上也有所提升，達(dá)到了75MHz (34xx系列為65MHz)。

現(xiàn)在市場上幾乎所有柜臺(tái)上都有STMP 3520芯片MP3的身影，可以說STMP 3520是目前市場上中端MP3的霸主了。

2、STMP 3502

STM3502是一片集成度非常高的MP3播放器專用芯片，內(nèi)置了MP3/WMA解碼、LED/LCD屏幕控制、語音錄音編碼、電源管理、USB2.0全速接口等功能，集成了新式A/D轉(zhuǎn)換器，音質(zhì)還原質(zhì)量有很大的提高，其DSP數(shù)字信號處理器主頻速率達(dá)到了75MHz。輸出信噪比高達(dá)95db，耳機(jī)輸出功率為了11mW×2，總諧波失真率也低于0.05%。由于開發(fā)的廠家眾多，還增加了播放列表、子目錄管理能力、TXT文本閱讀等功能，低功耗的設(shè)計(jì)可以使播放器達(dá)到10小時(shí)以上的播放時(shí)間。

在這不得不提3520，二者僅有末尾兩個(gè)數(shù)字的排序不同，不過差別還是比較明顯的。功能方面二者不相伯仲，但在音質(zhì)表現(xiàn)、電源管理能力等方面，3520要優(yōu)于3502。二者最大的區(qū)別莫過于傳輸速度上，3502采用的是USB2.0全速接口，速度大概為1MB/S;而3520則為USB2.0高速接口，速度一般能達(dá)到3MB/S。不過3502成本較低，尤其得到眾多國產(chǎn)廠商推崇，正因如此，才有了以3502為主角的如火如荼的MP3價(jià)格大戰(zhàn)。

STMP 3550/3560是專用于硬盤式MP3播放器的芯片，其處理速度為75MHz。功能上它們以STMP 35x0為基礎(chǔ)。為了給硬盤提高緩存當(dāng)作避震之用，還添加了SDRAM接口。STMP 3510/3520與3550/3560除了封裝有些不同外，主要區(qū)別就在于3550/3560還可以支持鋰電池及USB直接充電，因此大家凡是看到采用鋰電池、支持USB2.0的，很可能就是采用STMP 3550、3560芯片的。

小結(jié)：

Sigmatel公司的STMP 34系列及35系列是市場上占有率最大的MP3解碼芯片，它是主流的解碼芯片中唯一采用高集成單芯片的。因此Sigmatel方案的機(jī)器整體外圍結(jié)構(gòu)比較簡約，成本也容易控制，綜合性價(jià)比應(yīng)該算是最高的。

雖然過去采用34xx芯片的MP3曾經(jīng)面臨了返修率高、音質(zhì)不夠好的問題，但是隨著35xx芯片的推出，以及廠家研發(fā)能力的增強(qiáng)，目前采用3520芯片的MP3已經(jīng)成了穩(wěn)定可靠的代名詞了。其音質(zhì)表現(xiàn)也得到了廣大用戶的認(rèn)可。