最近這個(gè)問題的解決方法已經(jīng)大大簡(jiǎn)化了，這是通過使用很實(shí)用的混合信號(hào)器件解決的，它在一顆器件里集成了單片機(jī)，可編程數(shù)字邏輯、可配置模擬電路。一個(gè)典型的例子就是賽普拉斯新的PSoC3系列(可編程片上系統(tǒng))。

　　當(dāng)系統(tǒng)“時(shí)鐘沖擊”發(fā)生時(shí)，基于微處理器的可編程設(shè)計(jì)可以很快就會(huì)適應(yīng)，因?yàn)樾麓a和新電路板可以很快跟著變化，這遠(yuǎn)比更新芯片塊多了。然而，有時(shí)候有的應(yīng)用需要專用的外設(shè)或處理器支持，可能目前還沒有集成這些微處理器。最初解決這個(gè)新問題的方案就終結(jié)了，因?yàn)橹皇遣糠纸M合微處理器和FPGA，PLD或者專用的固定功能芯片(經(jīng)常只是利用一半)來實(shí)現(xiàn)一些專用且必需的功能。結(jié)果線路板變大了和BOM便多了，這可能危及這個(gè)新市場(chǎng)。

　　高度可編程片上系統(tǒng)架構(gòu)提供了一個(gè)可供選擇的途徑。使用這樣的器件，只需花費(fèi)很少的芯片設(shè)計(jì)努力——往往沒有一個(gè)具體應(yīng)用的清晰畫面場(chǎng)景——就可以在數(shù)字和模擬兩方面都創(chuàng)建一個(gè)更可配置的，更靈活的結(jié)構(gòu)。數(shù)字的靈活性來自于包含的模塊(通用數(shù)字模塊，或UDB)，可以獨(dú)立于主處理器核實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的組合和有序的邏輯功能。還包括了專用協(xié)處理器可以用于頻繁產(chǎn)生的通用信號(hào)處理的任務(wù)，例如濾波功能。在模擬方面，由于具備豐富的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和片上資源，可以提高常用的運(yùn)算放大器和比較器性能，可以提供一系列模擬模塊，沒有做不到，只有想不到。靈活的多域時(shí)鐘樹更使得其無所不能。

　　這些通用性器件不能總是符合專用單一功能器件所要求的成本。然而，一旦需要做一些不同的功能，比起那些沒有靈活性的拼湊的方案來說，可編程器件通常會(huì)提供最具競(jìng)爭(zhēng)力的BOM成本。產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)-甚至是重新設(shè)計(jì) –這都可以保證，在過去的幾年里，可編程片上系統(tǒng)已經(jīng)對(duì)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)做出了重要的貢獻(xiàn)。

　　可編程片上系統(tǒng)已經(jīng)被實(shí)踐證明了，它具備所有的要素要求，能夠支持完整的現(xiàn)代消費(fèi)類音頻設(shè)備所需的USB數(shù)字音頻能力。可編程數(shù)字邏輯，通用時(shí)鐘能力可以提供一種無需外圍器件的方法來生成所需的音頻主時(shí)鐘并快速同步，準(zhǔn)確地匹配到USB楨結(jié)構(gòu)。這個(gè)解決方案的核心是USB音頻時(shí)鐘恢復(fù)過程，其使用的基本配置見圖1框圖：

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　　圖1：USB音頻時(shí)鐘恢復(fù)結(jié)構(gòu)實(shí)例

　　可編程片上系統(tǒng)靈活的USB接口可以允許允許幾個(gè)音頻和控制協(xié)議端點(diǎn)功能相結(jié)合。可編程數(shù)字邏輯模塊矩陣實(shí)現(xiàn)了一個(gè)頻率合成系統(tǒng)，可以從一個(gè)穩(wěn)定的晶體時(shí)鐘源推導(dǎo)出任何標(biāo)準(zhǔn)的音頻采樣率主時(shí)鐘。通常模式下，時(shí)鐘鎖定來接收USB 時(shí)基(使用起始楨標(biāo)記脈沖時(shí)間)。系統(tǒng)時(shí)鐘PLL通過靈活的時(shí)鐘路由結(jié)構(gòu)融入到了這個(gè)合成器。整個(gè)系統(tǒng)完全遵循源采樣率并為系統(tǒng)的音頻轉(zhuǎn)換器提供一個(gè)高品質(zhì)的音頻主時(shí)鐘，其抖動(dòng)的級(jí)別可以和現(xiàn)代品質(zhì)的音頻系統(tǒng)要求相稱。

　　音頻數(shù)據(jù)是典型的緩存到一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)I2S接口(帶有所需數(shù)目通道)的時(shí)鐘輸出，這又是可編程數(shù)字塊可以完成的。這個(gè)接口可以連接到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器，處理器或數(shù)字放大器 。其他定制接口也可以由這些模塊實(shí)現(xiàn)，例如，S / PDIF傳輸。整個(gè)過程可以雙向操作，從ADC來的數(shù)據(jù)可以通過USB端口傳輸回去。

　　一些USB音頻模式需要本地時(shí)鐘能夠“slip”來應(yīng)對(duì)即將到來的時(shí)鐘，例如，中繼一個(gè)遠(yuǎn)端同步音頻流的源。可編程片上系統(tǒng)架構(gòu)可以運(yùn)行在一種自適應(yīng)模式，可以修整本地時(shí)鐘來提供所需的“slip”。

　　固定功能的微控制器就不能滿足這種時(shí)鐘生成過程里苛刻的性能要求。他們不靈活的時(shí)鐘生成系統(tǒng)不能調(diào)整到完全正確和低抖動(dòng)，而且他們通常依靠原來的“添加/丟棄樣本”的方法。這在電話上可能是可行的，但對(duì)于高質(zhì)量的音頻來說是完全不可接受的。與此同時(shí)，專用USB音頻接口設(shè)備(是BOIM里除了控制處理器之外的必要的另一個(gè)器件)不能同時(shí)管理苛刻的雙向控制協(xié)議的傳輸，這種傳輸方式為最新的媒體播放器提供了創(chuàng)造性的新功能。

　　可編程片上系統(tǒng)在性價(jià)比上也是很不錯(cuò)的。例如，可以由賽普拉斯的PSoC系列帶來附加價(jià)值， 其具備嵌入音頻濾波器引擎(數(shù)字濾波模塊DFB)。DFB可以對(duì)恢復(fù)的USB音頻進(jìn)行后處理，例如，相應(yīng)均衡和交叉過濾。它有足夠的性能來實(shí)現(xiàn)額外的數(shù)字處理器件，在一堆立體聲的每個(gè)頻道可以實(shí)現(xiàn)至少十個(gè)雙二階濾波器，可以提供很好地控制頻率響應(yīng)。

　　用途廣泛的高度可配置方案必然能幫助設(shè)計(jì)者減少邏輯電路和模擬設(shè)計(jì)等瑣事。LCD驅(qū)動(dòng)可以直接降低成本，電容感應(yīng)按鈕可以確保設(shè)計(jì)既美觀又時(shí)髦。如圖2所示的一個(gè)例子：一個(gè)器件就可以構(gòu)成新一代移動(dòng)設(shè)備音頻附件或消費(fèi)類音頻產(chǎn)品的核心，它具備了全數(shù)字音頻和數(shù)據(jù)交換的所有好處。可編程器件的靈活性意味著所需的功能和接口可以集成在一個(gè)混合并匹配的基礎(chǔ)上。

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　　圖2：使用PSoC3的高端消費(fèi)類音頻設(shè)備框圖

　　固定功能器件以后可能會(huì)趕上可編程片上系統(tǒng)。但采用建立在高度可配置的片上系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)的話，開發(fā)人員可以保持至少領(lǐng)先一步，并且能夠很容易應(yīng)對(duì)下一次“我們?cè)撛趺醋?”的沖擊到來。