Cortex-M0的USB接口在智能手机底座音响中的应用

ARM Cortex-M0 处理器是目前最小的 ARM 处理器。M0充分利用了ARM Thumb 技术、多级流水线技术、低功耗优化设计技术和最新的高密度硅闪存工艺，是目前市场上现有的最小、能耗最低、最节能的ARM处理器。该处理能耗非常低、门数量少、代码占用空间小，使得MCU开发人员能够以8位处理器的价位，获得32位处理器的性能。芯片制造商将M0产品针对某些特别应用而进行开发，分别有高集成32位微控制器、USB微控制器, CAN总线微控制器、带USB口和CAN总线控制器等等，广泛地应用在各个领域。

随着智能手机、移动互联网、云存储技术的高速发展，人们的生活也随之改变。从信息获取到购物、娱乐、生活，衣食住行游购娱无一不包，其中一种简单易用的底座音箱也逐渐走入人们的生活。设计一个高性价比的音箱，以M0为内核的USB微控制器作为这类电路系统主控芯片的不错选择。

底座音响的音频流程为：

以Iphone底座音响为例，音频采用数字音频方式传输可以保证音源不受外界的干扰而失真，告别传统底座音箱音质差易干扰等问题。MCU获取数字音频必须通过USB，其USB 传输的端点要求是：协议占用有3个USB端点，另外2个控制端点和2个音频端点，这样基本需要7个端点以上的USB接口才能满足这类方案的设计需要。而音频解码器是通过I2S方式来接收，这样MCU必须同时具有I2S接口，而且还需通过I2C接口来控制。

除了音频的传输，为了达到产品丰富的功能，可以根据人们的需要增加相应的功能。如液晶显示屏幕、红外遥控板、各类的功能按键等等都是人们最基本的选择，或者设计师可以展开丰富的想象力，将底座音箱设计成遥控的汽车模型，可爱的娃娃，威猛变形金刚… 这样则对MCU提出更多的要求。芯片厂商或者已经预料到在M0的应用上会面对各式各样的类型需求。那么M0为内核的MCU基本上都有准备了丰富的外设接口。如框图：

以上除了可运行至72 MHz Cortex?-M0内核, 还内建36K/68K字节的Flash存储器，以及12K/20K字节 SRAM，4K字节用于存储ISP引导代码的ROM，保证系统的流畅运行。

USB 2.0 全速设备控制器和收发器符合USB 2.0全速设备规范，支持控制/块/中断/等时传输类型。USB 设备控制器共有 8 个可配置的端点。每个端点可以配置为输入或者输出类型。所有的操作包括 控制传输、批量传输、 中断传输 和 同步传输都可以支持。端点控制模块还可以用来管理数据序列同步，端点状态，当前起始地址，当前事务状态和每个端点的数据缓存状态。恰好满足了底座音响 基本7个配置端点的需求。

I2S控制器由I2S协议与外部音频CODEC接口组成，两个8字节的FIFO分别用于读与写通道，可以处理8～32位字大小。DMA控制器处理数据在FIFO与内存之间的传输。