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随着集成电路设计技术及制造技术的发展,片上系统(SoC)已成为超大规模集成电路领域主流技术之一。SoC一般集成多个IP核,其中音频IP核是较为常用的一种。数字音频技术发展较快,并随之产生了很多音频规范。在众多的数字音频接口规范中,I2S和S/PDIF音频协议标准具有传输简便、设计灵活等优点,在音频系统中广泛使用。本文基于AMBA APB总线协议,设计实现了数字音频输出接口IP核,完成音频数据从APB总线到I2S和S/PDIF等音频协议信号的转化。与其他普通的音频接口相比,本文的设计有如下特点:1.基于AMBA APB总线,由于AMBA总线规范被广泛应用,基于该规范设计的IP核具有较强的通用性和可复用性。2.本设计支持I2S、左对齐、右对齐格式的I2S协议以及S/PDIF协议等多种音频协议。3.设计可配置:时钟和帧同步及其极性可配置;数据格式可配置;帧内时间槽长可配置可为七种类型之一;槽内的有效数据的字长可配置;数据开始时刻相对帧同步的延迟可以设置为0,1或2位延迟;发送数据的顺序可以配置成从最低位开始或从最高位开始等。4.本设计功能丰富:可以对模块内外所有的错误进行静音处理,对时钟进行检测以确保时钟的稳定,以及支持DMA传输和CPU中断传输。设计完成后,我对设计进行了功能验证、综合优化和FPGA仿真。根据I2S和S/PDIF等协议要求搭建了模拟验证和FPGA仿真平台,对设计进行了功能和时序验证,验证结果符合设计要求。在综合阶段,采用TSMC 65nm标准单元工艺库,利用Synopsys相关工具对设计进行了综合、分析和优化,最终的系统时钟(即AMBA APB的时钟)可以达到为400MHz以上,同时符合音频接口的32KHz、44.1kHz、48KHz、96KHz或者192KHz(用户可配置)的采样频率的要求,满足设计要求。本设计能够支持多种音频协议,而且可以灵活配置应用。本文中的设计是可复用的音频接口IP核,可以在音视频相关的芯片设计中应用,而且更易于集成在基于AMBA总线协议的SoC芯片上。本设计现已应用于所属项目的SoC芯片中。