智能電話CODEC的音頻整合
電話CODEC通常帶有一個(gè)脈沖編碼調(diào)制(Pulse Code Modulation，PCM)接口。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，PCM概念包含了今天我們正在使用的大多數(shù)數(shù)字格式，其中包括I2S;PCM的初衷是將數(shù)字編碼和諸如調(diào)頻之類的模擬技術(shù)加以區(qū)別。然而，在數(shù)字電話中，PCM通常指一種特定的，與Hi-Fi立體聲不兼容的單音數(shù)據(jù)格式。
計(jì)算機(jī)音頻的出現(xiàn)也孕育了另一類接口的的出現(xiàn)。由于質(zhì)量要求與現(xiàn)有消費(fèi)音頻市場(chǎng)類似，就出現(xiàn)了以不同的取樣率(特別是8kHz、44.1kHz和48kHz)來(lái)播放錄制好的音頻文件的需求。雖然以軟件方式進(jìn)行取樣率轉(zhuǎn)換是可能的，但是代價(jià)也非常昂貴。因此，目前已普遍使用的AC 97標(biāo)準(zhǔn)將該項(xiàng)任務(wù)交給CODEC處理，通過(guò)專門的硬件可以實(shí)現(xiàn)非常高的效率。目前，AC 97已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)音頻領(lǐng)域的主導(dǎo)性工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
便攜式系統(tǒng)起初時(shí)還保持著自己的本來(lái)面目：個(gè)性CD、迷你唱碟和MP3播放器使用的是I2SDAC，移動(dòng)電話保留了PCM技術(shù)，而具有音頻增強(qiáng)功能的PDA一般采用同臺(tái)式計(jì)算機(jī)相同的AC 97 CODEC。因此，這簡(jiǎn)直令人震驚，第一代組合系統(tǒng)通常含有電話和PDA兩塊電路板，兩者背靠背排列在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，其PCM通話CODEC由通訊處理器進(jìn)行控制，Hi-Fi立體聲(AC 97或I2S)CODEC則由應(yīng)用處理器進(jìn)行控制。然而，CODEC根本就不是為這類應(yīng)用設(shè)計(jì)的，幾乎很少或者根本就沒(méi)有為這兩個(gè)音頻子系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通做任何考慮。因此，工程師通常會(huì)在模擬信號(hào)路徑中插入一些分立的固態(tài)(solidstate)開關(guān)，但是這也引入了噗噗聲、咔咔聲和諧波失真，并且占用PCB空間。
整合
顯然，為上述應(yīng)用量身定做一個(gè)整合方案是很受歡迎的。受系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)設(shè)計(jì)理念的啟發(fā)，某些廠商已經(jīng)將立體聲DAC或CODEC集成到大規(guī)模集成電路中。然而，這類方式并不能實(shí)現(xiàn)專用音頻芯片所達(dá)到的音頻質(zhì)量。將電源管理IC和音頻IC組合在一起通常會(huì)折損音頻質(zhì)量，因?yàn)殡娫凑{(diào)節(jié)器通常會(huì)向附近的音頻信號(hào)路徑中引入噪音。
將音頻整合到數(shù)字IC中同樣非常棘手，因?yàn)檎嬲腍i-Fi元器件一般要求采用最適合混合信號(hào)應(yīng)用的0.35μm工藝，而數(shù)字邏輯電路已經(jīng)發(fā)展到了0.18μm甚至于以下水平。對(duì)於這兩種單芯片整合方法來(lái)說(shuō)，不是折損模擬范疇的性能，就是整個(gè)芯片的尺寸增大到難以接受的程度(如果整個(gè)IC按照較大的幾何原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的話)。
喇叭放大器會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，需要采用適當(dāng)?shù)纳嵫b置，特別難以整合。很多組合式芯片缺少這種功能，因此不能將其當(dāng)成真正的“系統(tǒng)芯片”方案對(duì)待，它們通常需要一個(gè)外部揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器IC。另外一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題是由于希望IC尺寸盡可能小，導(dǎo)致模擬輸入或輸出數(shù)量不足。在方形封裝(如QFN四方扁平封裝，無(wú)引線)中，管腳環(huán)繞IC四周排列，可以通過(guò)將每邊的長(zhǎng)度延長(zhǎng)1mm來(lái)容納少數(shù)額外管腳，導(dǎo)致IC腳距大幅度增加。舉例來(lái)說(shuō)，從5×5mm增加到6×6mm需要額外占用11mm2PCB面積;如果從10×10mm封裝開始，額外增加的面積就是21mm2。
