(范鹏)基于k20的mav音频播放器设计开题报告(编辑修改稿)

(范鹏)基于k20的mav音频播放器设计开题报告(编辑修改稿)内容摘要：

lash， 8KB的数据存储器、一个 I2C 接口 等。 用基于 ARMCortexM0 内核的 LPC1113 微控制器制作 WAV音频播放器，需要增加，USB 控制芯片、 LCD 驱动器、音频解码芯片等， LPC1113 微控制器内部集成度较小，要做更多的外围设计工作。 这样要完成基于 LPC1113 的音频播放器不仅需要在程序移植和模块测试等方面花费时间，同样硬件接口设计方面也需要更多精力。 基于 M4内核的 K20P64M72方案 基于 Kiis K20的 WAV音频播放器的设计 4 工程技术支持中心 (ETSC) K20P64M72SF1RM 是基于 ARMCortexM4 的微控制器，用以满足需要有效且易于使用控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。 其高效的信号处理功能与 CortexM 处理器系列的低功耗、低成本和易于使用的优点的组合，旨在满足专门面向电动机控制、电源管理、嵌入式音频和工业自动化市场的新兴类别的灵活解决方案。 K20P64M72SF1RM 的 CPU 频率可以达到 72MHz， 内部集成各种通信接口模块，包括串行外围接口模块 SPI、通用串行总线模块 USB 等 具体外部资源如 表。 低功耗方面，它具有全静态的“等待”和“停止”两种模式，从总体上降低了功耗。 表 Kiis 系列 K20资源 外设名称 说明 1 GPIO 支持 PA、 PB、 PC、 PD、 PE 端口，可配置输入输出和多种工作模式 3 定时器 提供定时、计数、捕获外部事件、匹配输出等功能。 具有事件中断触、发 复位等， 8 路电机控制 /PWM 定时，实时时钟配置 5 外部中断 每个引脚都可以配置外部中断，可任意配置触发极性和边沿 6 UART 3 个 UART 口的通用串行通信功能 7 I2C 2 个 I2C 8 SSP/SPI SPI 9 ADC 16 位 ADC、差分或单端、自动比较功能 可配置的精度、采样时间、采样速度和功耗 10 DAC 12 位 DAC、硬件或软件触发 11 USB 全速 /低速 USB OTG 12 I2S I2S 基于 ARMCortexM4 内核的 K20P64M72SF1RM 微控制器制作 WAV音频播放器，需要增加的外围模块 仅为 音频解码芯片，外围 电路相对简单。 可以更多的集中精力进行软件移植和测试。 基于 AM9内核的 S3C2440A方案 S3C2440A是基于 AM9 内核 的 微处理器， ARM9 微处理器作为 ARM 系列中的一员，表现更为突出，它具有如下特点：  5 级整数流水线，指令执行效率高；  提供 ；  支持 32 位 ARM 指令集和 16 位 Thumb 指令集；  支持 32 位高速 AMBA总线接口；  全性能的 MMU，支持 Windows CE、 Linux、 Palm OS 等多种主流嵌入式操作系统；  MCU 支持实时操作系统；  支持 Cache 和指令 Cache，具有更高的指令和数据处理能力。 基于 AM9 内核的 S3C2440A处理器制作 WAV音频播放器， 其外围所需要的模块仅为音频编码芯片，系统结构组成简单，便于开发。 处理器 具有优越的处理 速度， S3C2440A其主频 就可达 400MHz， 为解码提供了足够的速度， 同时也为作品功能扩展提供了更多可能。 但是软件移植的工作量相对较大， 由于进度安排 不利于此次作品设计。 总结 基于 Kiis K20的 WAV音频播放器的设计 5 工程技术支持中心 (ETSC) 此次设计音频播放器需要支持 USB 下载、 SD卡存储、人机交互等功能，为了简化外围电路设计， 提高数据处理速度 ， 微控制器必须内部集成 USB 控制器 、 SPI、 I2S等功能模块。 并且考虑到避免不必要的资源浪费，通过对不同控制核心进行对比 如 表 ，最终选择K20P64M72SF1RM 作为主控制器。 表 微控制器对比 控制方案 主频速度 功耗 软件复杂度 外围复杂度 LPC1113 50MHz 中 简单 复杂 K20P64M72SF1RM 72MHz 低 简单 简单 S3C2440A 400MHz 中 复杂 简单 K20P64M72SF1RM 属于 Kiis 子系列，是基于 ARM CortexM4 内核的微控制器，它具有丰富的外设资源，具备开发一个具有 USB功能的音频播放器。 其主频 也 可达 72MHz，能够满足音频解码和文件处理的要求。 存储介质的选择 常用使用的存储介质主要包含以下几种： Nor Flash、 Nand Flash、 SD 卡和 U 盘等。 下面我们就这几种存储媒介进行分别介绍。 Nor Flash简要介绍 Nor Flash 的特点是芯片内部执行（ XIP， execute in place）。 虽然 Nor Flash 写入和擦除的 速度 比较 慢，但是其读取数据速度很快。 Nor Flash 在 1~4MB的小容量时具有很高的成本效益。 Nor Flash 根据数据传输的位数可以分为并行（ Parallel） Nor Flash 和 串 行（ SPI） Nor Flash。 SPI Nor Flash 每次传输 1bit 位数据， Parallel Nor Flash 每次传输多个 bit 位（分为 8bit 和 16bit两种）的数据。 SPI Nor Flash 比 Parallel Nor Flash 便宜，接口简单一些，但是速度慢一些。 SPI Nor Flash 引脚数量少，使用灵活，它比较适合做代码下载应用。 Nor flash 的特点归纳如下：  Nor Flash 的容量较小；  Nor Flash 的写入和擦除速度慢，但是读取速度很快；  Nor Flash 接口灵活。 Nand Flash简要介绍 Nand Flash 的特点其内部采用非线性宏单元模块，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效地解决方案。 Nand Flash 具有极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快，适 用于大量数据的存储，因而在嵌入式产品中得到了越来越广泛的应用，如数码相机、 MP3 随身听记忆卡、体积小巧的 U 盘等。 Nand Flash 以块为单位进行读和写操作，所以基于 Nand Flash 的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。 SD 卡和 U 盘这类的存储设备大多是基于 Nand Flash 的。 Nand Flash 闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次，且典型的 Nand Flash 的块尺寸要比 Nor Flash 器件小 8 倍，可见 Nand Flash 在耐用性和可靠性上是具有优势的。 基于 Kiis K20的 WAV音频播放器的设计 6 工程技术支持中心 (ETSC) Nand Flash 中会存在随机分布的坏 块， Nand Flash 器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块，并将坏块通过可靠的方法标记为不可用 ，然后进行地址虚拟映射 ，否则将会导致高的故障率。 应用 Nand Flash 的困难在于 Nand Flash 的管理需要特殊的系统接口。 概括地讲， Nand flash 有以下几个特点：  Nand Flash 的容量大；  Nand Flash 的传输速度快；  Nand Flash 中存在坏块，需要进行坏块管理；  Nand Flash 芯片的体积小。 SD卡简要介绍 如 图 所示， SD 卡（ Secure Digital Memory Card）是一种。