九音开发者

# SNC8321数据手册

集成高质量ADC、高性能DSP和高速USB的麦克风专用音频处理器

# 产品概览

SNC8321是一款集成AI算法和高质量音频编解码器、高性能DSP、高速USB与PMU的专业音频处理器。它具有24位高采样率ADC/DAC，支持2路模拟和10路数字麦克风输入；内建1个Tensilica HiFi3数字信号处理器，可集成多种AI音频算法；支持UAC1.0/2.0音频服务，内建PMU和多种扩展接口，只需添加几个无源组件，即可提供完整的专业音频解决方案，实现高集成度、高性能、低BOM成本的专业产品。配合九音技术开发生态，实现快速产品开发与客户定制。

# 产品特性

# 内核和存储

  • Cadence® Tensilica® HiFi3 音频DSP，主频高达200MHz

  • Single-cycle MAC, vector FPU, SIMD

  • 支持JTAG调试追踪

  • 专用硬件加速器

  • 256KB IRAM, 128KB DRAM, 48KB cache RAM

  • 内置512KB NOR Flash

  • 内置一次性烧录存储器可保存关键信息

# 音频接口

  • 2路24位高精度ADC, SNR≥106dB，支持多种采样率: 8, 11.025, 12, 16, 22.05, 24, 32, 44.1, 48, 88.2, 96, 176.4, 192kHz

    • 2路单端或差分模拟输入，可编程控制线路输入或麦克风输入的电容配置，支持两级增益放大输入音频

    • 10路单声道或5路立体声数字麦克风接口，具有可编程DMIC时钟频率

    • 优化SNR的自动增益控制

    • 支持低功耗模式，自动语音检测功能可在低功耗模式下检测到语音活动时唤醒芯片

    • 可编程控制的风噪抑制

  • 1路双工I2S, 采样率支持8K~192KHz, 字长最高32bits

  • 内置USB 2.0 PHY，支持USB音频协议UAC 1.0/2.0

# 音频信号处理

  • 专利近场及远场噪声消除算法

  • 主动回声消除算法

  • 混响消除算法

  • 音频输入/输出EQ处理

  • 波束成形与声源定位

# 低功耗管理与时钟

  • 供电范围：3.3V到5.5V

  • 内置低功耗电压管理模块PMU

  • 内置DC-DC电压转换和LDO电源可提供芯片电路全部所需电压

  • 支持上电复位(POR), 欠压重启(BOR), 过压保护

  • 低功耗睡眠模式，支持始终在线类型的应用

  • 晶振频率：24MHz或26MHz

  • 片上PLL提供芯片全部所需时钟信号

# 外设接口

  • 8 x GPIO口

  • 1 x 双工I2S, 采样率支持8K~192KHz, 字长最高32bits

  • 1 x I2C, 支持主从模式

  • 1 x USB，支持USB音频协议UAC 1.0/2.0

  • 1 x UART(全双工)

  • 2 x 12-bit SAR ADC，可用于耳机按钮检测、电池监视器或其他模拟传感器输入测量

# 应用

  • 桌面麦克风应用

  • 无线麦克风应用

  • 麦克风阵列应用

  • 远场拾音类应用

# 功能框图

SNC8321结合了高质量音频编解码器，高性能HiFi3 DSP和丰富的外设接口。SNC8321具有片上24位/192kHz采样率ADC，数字和模拟麦克风接口、麦克风前置放大器，是真正的单芯片音频解决方案，可实现低功耗的高质量音频应用。

SNC8321集成了一颗高达200MHz的Cadence HiFi3 DSP内核，可用于系统控制和音频数字信号处理；2路高质量24位/192kHz采样率ADC，支持2路模拟麦克风输入和多达10路数字麦克风输入，并内置两级音频输入增益放大。它提供高达384KB的零等待RAM和大小可配置的闪存（默认为512KB）。片内电源管理单元只需要单独一路电源输入就可以提供所有音频接口的供电，满足片内全部单元的电压要求。它有一个始终在线的模块域，可实现超低功耗待机。它具备丰富的外设接口，包括1个高速USB 2.0 PHY，1个双工I2S，1个I2C，1个UART，高达8个GPIO管脚，还提供了2个12位的辅助ADC，可用于按钮识别、模拟传感器监控等功能。

SNC8321的DSP处理器实现了丰富的音频数字处理功能，包括输入自动增益控制，风噪抑制，回声消除，混响消除，主动降噪，自动语音激活，均衡器，混音器，声源定位等。开发者使用九音SDK可快速实现定制化应用。无论是通过USB、模拟连接还是无线连接，SNC8321都能提供所需的数字处理能力，充分提升音频产品的功能和性能。

# 产品封装

Part Number Package Body Size (NOM)
SNC8321 BGA 80 4.50mm*6.20mm

# 引脚配置和功能

引脚定义和位置列表：

Function Pin name 80 Ball BGA Type Description
Xtal Oscillator XI D1 Analog 24MHz crystal port
XO C1 Analog 24MHz crystal port
PMU VDD_IP33 J1 Analog 3.3V for analog block
VDD_IO33 K1 Analog 3.3V for IO
CODEC_VDD K9 Analog 3.3V for Codec
AVDPWR_RAR K5 Analog External power supply
AVDPWR_ESR K6 Analog External power supply
OPM_VOUT K10 Analog Protection LDO output
VDD_CORE11 K2 Analog 1.1V for digital core
ESR_LX K7 Analog DCDC2 switch pin
VSENSE_ESR K8 Analog DCDC2 sense pin
RAR_LX K4 Analog DCDC1 switch pin
VSENSE-RAR K3 Analog DCDC1 sense pin
EFUSE_VDDQ J7 Analog Supply for eFuse
Digital Interface I2C_CLK A3 I/O I2C interface clock
I2C_DAT B3 I/O I2C interface data
GPIO0 B4 I/O I2S1_clk
GPIO1 B5 I/O I2s1_ws
GPIO2 B6 I/O I2s1_sdi
GPIO3 B7 I/O I2s1_sdo
DMIC_IN1 A10 I DMIC1/2 input (GPIO9)
DMIC_IN2 A9 I DMIC3/4 input
DMIC_IN3 A8 I DMIC5/6 input
DMIC_CLK11 B10 O DMIC1/2 clock (GPIO8)
DMIC_CLK21 B9 O DMIC3/4 clock
DMIC_CLK31 B8 O DMIC5/6 clock
RST_N J9 I Chip reset
GPIOAO J8 I Always-on wake up
UART_TXD A1 O UART TX data
UART_RXD A2 I UART RX data
DFU_N J10 I Firmware update enable
Backup_Boot B11 I For backup boot vector
GPIO10 J4 I/O
GPIO11 J3 I/O
GPIO12 G2 I/O
GPIO13 F2 I/O
GPIO14 E2 I/O
GPIO15 D2 I/O
TEST-EN C11 I/O
Audio Interface VREG F12 Analog Audio supply
VCAP G12 Analog Audio biasing De-cap
AIP1 A12 Analog MIC1 input P port
AIN1 B12 Analog MIC1 input N port
AIP2 D12 Analog MIC2 input N port
AIN2 C12 Analog MIC2 input P port
MICBIAS1 A11 Analog Micbias 1
MICBIAS2 E12 Analog Micbias 2
Auxiliary ADC VINP0_ADC B1 Analog GPADC0 input
VINP1_ADC B2 Analog GPADC1 input
USB NC(TXRTUNE) H1 Analog NC or (USB tuning)
DM G1 Analog USB DP
DP F1 Analog USB DM
NC(VBUS) E1 Analog NC or (VBUS detection)
GND VSSA_ADC C2 Analog Analog GND
VSSA_USB H2 Analog Analog GND
VSSD F5678,E5678 Analog Digital GND
VSSA_AVS H11,G11,F11 Analog Codec analog GND
AVS_ESR J6 Analog DCDC2 GND
AVS_RAR J5 Analog DCDC1 GND
GNDSENSE J2 Analog All regulator GNDsenses
VSSA_A0 J11 Analog DAC driver GND
VREFN E11,D11 Analog Codec reference GND

# 产品规格

# 绝对最大额定值

Parameter Symbol Min. Max. Unit
Power AVDPWR -0.3 5.5 V
AVDD -0.3 3.63 V
VDD_IP33 -0.3 3.63 V
VDD_IO33 -0.3 3.63 V
VDD_OPM -0.3 3.63 V
VDD_eFuse -0.3 2.75 V

# 工作环境要求

Parameter SymbolMin Max Unit
Ambient Temperature Ta -20 80 °C
ESD HBM -2000 2000 V
CMD -500 500 V

# 建议工作条件

Parameter Test condition Min. Typ. Max. Unit
AVDPWR Power Supply Voltage range Referenced to VSS 3.3 5 5.5 V
AVDD Referenced to AVSS 3.2 3.3 3.4
VDD_IP33 Referenced to AVSS 3.2 3.3 3.4
VDD_IO33 Referenced to IOVSS 3.2 3.3 3.4
DVDD Referenced to DVSS 1.05 1.1 1.15
Main Clock - 12 13 MHz
I2C SCL Clock Frequency Full Speed - 100 400 KHz
Analog input maximum signal range Full Scale, Gain GID* = 0 dB, boost gain GIM* = 0 dB 0 0.53 2.12 Vpeak
Output load resistace (Rl) Differential configuration 16 Ω
Output load capacitance 200 pF
Operating Temperature -20 80 °C

# 音频ADC输入特性

Condition: - 40°C to +100°C, AVDD=3.3Vm DVDD=1.1V. Input sine wave with a frequency of 1 kHz, measurement bandwidth 20 Hz - Fs/2 for Fs < 48 kHz, measurement bandwidth 20 Hz - 20 kHz for Fs = 48 kHz to 192 kHz, normal mode, capacitor-less input configuration, unless otherwise specified.
Parameter Test condition Min. Typ. Max. Unit
Input level Full Scale, Gain GID* = 0 dB, boost gain GIM* = 0 dB 2.12 Vpp
Full Scale, Gain GID* = 0 dB, boost gain GIM* = 20 dB 0.212 Vpp
THD+N 1 kHz sine wave @ Full Scale -3 dB and gain GID* = 0 dB, boost gain GIM* = 0 dB, normal mode and low power mode 88 dB
Dynamic Range A-weighted, 1 kHz sine wave, normal mode 106.5 dB
A-weighted, 1 kHz sine wave, low power mode 103.5 dB
SNR A-weighted, 1 kHz sine wave, with activation of the SNR optimizer feature 106 dB
A-weighted, 1 kHz sine wave, gain GID* = 0 dB, boost gain GIM* = 0 dB, normal mode 94.5 dB
A-weighted, 1 kHz sine wave, gain GID* = 0 dB, boost gain GIM* = 0 dB, low power mode 90.5 dB
PSRR 100 mVpp 1 kHz sinewave is applied to AVD, input data is 0 and gain GID* = 0 dB, boost gain GIM* = 0 dB 90 dB
Input referred noise A-weighted, 1 kHz sine wave @ Full Scale and gain GID* = 0 dB, boost gain GIM* = 20 dB, normal mode 3.6 uVrms
A-weighted, 1 kHz sine wave @ Full Scale and gain GID* = 0 dB, boost gain GIM* = 20 dB, low power mode 5 uVrms
Channel separation 1 kHz sine wave @ Full Scale on one channel, no signal on the other channel and gain GID* = 0 dB, boost gain GIM* = 0 dB 108 dB
Inter-channel phase mismatch 1 kHz sine wave @ Full Scale on two channels and gain GID* = 0 dB, boost gain GIM* = 0 dB, input bypass capacitor inter-channel mismatch = 10% max, master mode 0.1 °
Gain range Boost gain GIM* when activated -2 24 dB
Digital gain GID* -64 63 dB
Gain step GIM* @1kHz 2 dB
GID* @1kHz 1 dB
Gain accuracy GIM* @1kHz -1 1 dB
GID* @1kHz -0.5 0.5 dB
Input impedance (differential configuration) Boost gain GIM* = 20 dB Includes 10 pF for ESD, bonding and package pins capacitances 20 pF
Input impedance (single-ended configuration) Boost gain GIM* = 20 dB Includes 10 pF for ESD, bonding and package pins capacitances 20 pF
Polarity AIP*-AIN* to DIL/R 1

# 模拟麦克风接口特性

Condition: - 20°C to +80°C, AVDD=3.3Vm DVDD=1.1V. Input sine wave with a frequency of 1 kHz, measurement bandwidth 20 Hz - Fs/2 for Fs \< 48 kHz, measurement bandwidth 20 Hz - 20 kHz for Fs = 48 kHz to 192 kHz, normal mode
Parameter Test conditionsMin. Typ Max. Unit
Micbias ouput level 2.5 V
Micbias output current
Current per MICBIAS output		 2 mA
Micbias output current
Total current for all MICBIAS outputs		 4 mA
VREG output level 2.35 2.5 2.65 V
VCAP output level 1.9 2 2.1 V

# 数字麦克风接口特性

Condition: Input sine wave with a frequency of 1 kHz, MCLK = 12 MHz or 13 MHz, DMIC_CLK = Fmclk/4, measurement bandwidth 20 Hz - Fs/2 for Fs = 8 to 32 kHz, measurement bandwidth 20 Hz - 20 kHz for Fs = 44.1 kHz to 192 kHz, unless otherwise specified.
Parameter Test condition Min. Typ. Max. Unit
Input level Full Scale max value, Gain GID* = 0 dB 85.6 %
Full Scale min value, Gain GID* = 0 dB 14.4 %
SNR A-weighted,1kHz sinewave @Full Scale and gain GIDL, GIDR = 0 dB 100 dB
Dynamic Range A-weighted, 1 kHz sine wave @ Full Scale -60 dB and gain GID* = 0 dB 100 dB
THD+N 1kHz sinewave @Full Scale-1dB and gain GIDL, GIDR = 0 dB 90 dB
Digital gain Gain GID* when activated -64 63 dB
Gain step GID* @1 kHz 1 dB
Gain accuracy GID* @1 kHz -0.25 1 0.25 dB

# 数字麦克风语音检测

Parameter Test condition Min. Typ. Max. Unit
Detection Latency Detection results based on MIWOK≠CTM r1.0, Far-Field configuration, Power Level Sensitivity set to 5 dB, within 60% truncation of the first phoneme 25.7 ms
VDV (Voice Detected as Voice) 93.5 %
NDV (Noise Detected as Voice) 7 %
VTE (Voice Trigger Efficiency) 93.25 %
Detection Latency Detection results based on MIWOK≠CTM r1.0, Far-Field configuration, Power Level Sensitivity set to 5 dB, within 60% truncation of the first phoneme 25.7 ms
VDV (Voice Detected as Voice) 98.5 %
NDV (Noise Detected as Voice) 7 %
VTE (Voice Trigger Efficiency) 95.75 %
VDV (Voice Detected as Voice) Detection results based on MIWOK≠CTM r1.0, Far-Field configuration, Power Level Sensitivity set to 5 dB, within the word length 100 %
Minimum Absolute Detection Threshold -80 dBFS
Power Level Sensitivity 0 31 dB
Power Level Sensitivity programmable step 1 dB

# LDO特性

Parameter Test condition Min. Typ. Max. Unit
Operating Temperrature Junction temperature -40 100 °C
Input voltage Range, VAVDPWR 2.7 5.5 V
Output voltage 3.3 V
Output voltage Accuracy ±3 %
Maximum Output Current,IMAX 100 mA
Dropout voltage,VDROPOUT IOUT =IMAX 380 mV
PSRR(Power Supply Rejection Ratio) @ DC -45 -30 dB
no-load current ILOAD= 0 mA 40 uA

# 系统参考电路

# 工作原理

# DSP核心

强大的 Cadence HiFi3 内核可处理系统控制和音频数字信号处理。下图显示了HiFi3架构。

HiFi3核心的主要功能和配置如下表所示：

Item Specification Comment
Core Cadence HiFi3
32 bit instruction As system controller and audio signal processing
Processor Clock Up to 200 MHz
MAC Single-cycle MAC
FPU Vector FPU, half-precision
SIMD Full type of operation
MIPS 600 MIPS max 3 slots in HiFi3
I-RAM 256KB Local zero-wait RAM for instruction
D-RAM 256KB Local zero-wait RAM for data
I-Cache 16 KB 4 cache way, 64 Byte cache line
D-Cache 32 KB 4 cache way, 64 Byte cache line
Bus protocol AHB-lite 32-bit data width
Timer 3 timers

# 中断说明

HiFi3支持32个中断。下表中按优先级列出了这些中断，其中级别数字越高意味着优先级越高。

Configurable IRQ Num Function Interrupt (default) Priority Comments
0 USB IRQ USB 4
1 USBDMA 4
2 ADC CODEC_IRQADC12 4 ADC DMIC1/2 or AMIC1/2 interrupt
3 CODEC_IRQADC34 4 ADC DMIC3/4 interrupt
4 CODEC_IRQADC56 4 ADC DMIC5/6 interrupt
5 CODEC_IRQADC78 4 ADC DMIC7/8 interrupt
6 CODEC_IRQADC9A 4 ADC DMIC9/A interrupt
7 DAC CODEC_IRQDAC 4 DAC interrupt
8 SW interrupt_0 SOFTWARE_INT_0 4 SW interrupt 0
9 I2S-1 I2S-1 IRQ 4 I2S-1 word clock interrupt
10 I2S-2 I2S-2 IRQ 4 I2S-2 word clock interrupt
11 I2S-3 I2S-3 IRQ 4 I2S-3 word clock interrupt
12 DMAC DMAC-IRQ 4 DMAC interrupt
13 Maestro (PMU) Maestro-IRQ 4 Maestro interrupt
14 Codec Codec-IRQ 4 Codec interrupt on AIAS lock event and headphone output short-circuit detection
15 Codec-IRQ-WT 4 Codec interrupt for VAD
16 I2C-1 I2C-1 IRQ 3 I2C-1 IRQ
17 I2C-2 I2C-2 IRQ 3 I2C-2 IRQ
18 UART UART IRQ 3
Timer Timer0-IRQ 3 Hifi3 own timer
19 GPIO678 GPIO6-IRQ 3 Group to one IRQ
GPIO7-IRQ 3
GPIO8-IRQ 3
20 RTC RTC-IRQ 2 RTC interrupt
21 Watchdog Watchdog-IRQ 2 watchdog interrupt (32KHz)
22 GPIO9ABCDEF GPIO9-IRQ 2 Group to one IRQ
GPIO10-IRQ 2
GPIO11-IRQ 2
GPIO12-IRQ 2
GPIO13-IRQ 2
GPIO14-IRQ 2
GPIO15-IRQ 2
23 USB_Sleep USB_Sleep_IRQ 1 USB skep mode
DSP SW interrupt DSP_SW_IRQ 1 Software IRQ from HiFi3
Timer Timer1-IRQ 1 Hii3 own timer
Trmer2-IRQ 1 Hifi3 own timer
24 ADC ADC-IRQ 1 ADC IRQ with eoc signal
25 PWM Interrupt PWM_IRQ 1 PWM Interrupt
26 SW interrupt_1 SOFTWARE_INT_1 1 SW interrupt 1
Profiling Profing_IRQ 1 Profing interrupt

# 系统总线结构

下图显示了多层总线矩阵，其中HiFi3、DMA和USB HS是主机，ROM、SPI闪存控制器、编解码器数据、BQ滤波器和外设是从设备。IRAM和DRAM是TCM型SRAM，具有1个周期的操作。64KB ROM 用于系统引导。硬件 BQ 滤波器连接到 AHB 总线上。

AHB与AHP外设:

# 数据处理流程

下图显示了HiFi3内核的I2S数据流。这是蓝牙耳机、波束成形语音命令产品的应用案例。

# DMA

DMA控制器连接到AHB总线。数据通过DMA控制器在RAM、闪存控制器和I2S之间传输。USB控制器具有主模式DMA，用于控制DRAM和USB FIFO之间的数据传输。下图显示了DMA的功能执行流程。

DMA 是一个 AHB 中央 DMA 控制器内核，它通过一条或多条 AHB 总线将数据从源外设传输到目标外设，其中包括：

  • DMA 硬件请求接口

  • 多达6个通道

  • 每个通道的源和目标的FIFO

  • 仲裁器

  • AHB主接口

  • AHB从接口

下图显示了DMA框图.

# 启动、初始化和电源管理

芯片供电可用来自USB主机设备 VBUS 或锂离子电池。片上电源管理单元（PMU）以低功耗为所有功能块提供所有必要的电源电压。 编解码器模块可为外部麦克风提供MIC偏置，为音频模拟输出提供2.5V LDO。PMU 支持上电复位 （POR）、掉电检测 （BOD） 和 OVP/OCP/ULP 保护。PMU 可通过 APB 总线设置为在活动模式、睡眠模式和掉电模式下工作。

下图显示了电源体系结构，包括：

  • 3.3V至5.5V单电源输入

  • 1个用于内核和数字的 DC-DC 稳压器：1.1V

  • 1个用于睡眠模式的始终打开的超低功耗LDO：1.1V

  • 1个用于编解码器模拟部分的 DC-DC 稳压器：3.3V

  • 1个 LDO，提供用于其他模拟器件的3.3V电源

  • 1个 LDO，提供用于数字 IO 的3.3V电源

# 上电顺序

启动顺序如下图所述。POR发出复位信号，Maestro将所有稳压器设置到正确的状态。

# 复位网络

下图显示了复位网络。来自不同功能模块的 4 种复位信号。复位1由POR和BOR产生，其余3种复位信号可能来自POR/BOR、硬件复位、软件复位、o_sus_done或o_sus_fail。

# 音频编解码器

音频编解码器包括以下功能模块：

2路模数转换器（ADC）和附加模拟电路：

  • 2路支持提升增益的单端或差分模拟输入，可用于无电容配置中的线路输入或麦克风输入应用。录音路径支持两级增益：模拟增益为-2dB至+24dB，步进值为2dB，数字可编程增益为-64至+63 dB，步进值为1dB

  • 10路单声道或5路立体声数字麦克风接口，具有可编程DMIC时钟频率

内置稳压电源：

  • 1个低噪声线性稳压器，为部分模拟电路供电

  • 2个麦克风偏置输出，可用于最多驱动2个模拟麦克风

信号处理功能:

  • 自动增益/电平控制 （AGC） ，在录制过程中可以自适应声音的音量，维持录音音量在指定范围内

  • 风噪滤波器（WNF），可编程高通滤波功能，可在大风环境或开窗车辆中降低录制期间的风噪声

  • 音频接口自适应同步器（AIAS）系统能够在平均采样频率接近标准化值（最大3%差异）时自动同步输入数据

  • 用于数字麦克风的数字WhisperTrigger，可在检测到语音活动时唤醒芯片

其主要特性包括：

  • 2路24位/192Ksps ADC

  • 低BOM无电容输入和输出

  • 多达10个数字麦克风接口，具有可编程DMIC时钟频率并支持低功耗模式

  • 16至24位有符号线性PCM格式, 支持采样率：8, 11.025, 12, 16, 22.05, 24, 32, 44.1, 48, 88.2, 96, 176.4, 192kHz

  • 嵌入式低噪声线性稳压器，对电源噪声具有高弹性

  • ADC路径上的低功耗工作模式

  • 降低声音毛刺:

    • 软静音模式

    • 过零增益变化

  • 优化 SNR 的自动增益/电平控制 （AGC）

  • 可编程风噪滤波 （WNF）

  • ADC从模式，支持AIAS自动数据速率同步

  • WhisperTrigger, 数字麦克风的语音活动检测

# 时钟与采样率

# 时钟生成和管理

下图为晶体振荡器电路和晶体等效电路。只有晶体 （XTAL） 和电容 CX1 和 CX2 需要在 XTAL-输入和 XTAL-Out 上从外部连接。振荡器还具有旁路模式，外部时钟直接连接到XTAL-In引脚。

为了获得最佳性能，为片上振荡器选择匹配的晶体非常重要。负载电容CL、串联电阻Rs和驱动电平DL是选择晶体时要考虑的重要参数。Rf是晶体开始振荡的反馈电阻。选择合适的晶体后，外部负载电容CX1和CX2的值通常可以通过以下公式计算：

CX1=CX2= CL -- (Cpad + Cparasitic)

其中:

CL：每个端子的晶体负载电容

Cpad: XTAL输入和XTAL输出引脚的焊盘电容

Cparasitic: 外部电路的寄生或杂散电容。

下表列出了晶体振荡器的电气特性：

Description Symbol Min. Typ. Max. Unit
Frequency range (crystal mode) Fref 24 MHz
Frequency range (bypass mode) Fref 24 MHz
Frequency accuracy -20 20 ppm
Cycle-to-cycle Jitter CCJ -10 10 ps
Output Duty Cycle t-do 40 50 60 %
Equivalent Series Resistance 40 Ω
CL 8 pF
Rf 1 MΩ
Total Power (unloaded) IDD TBD mA

# 核心时钟

时钟发生模块包括PLL，可生成到HiFi3内核、编解码器、USB、I2S、SPI和其他接口的时钟。

共有2个参考振荡器。片内32kHz RC振荡器在上电和低功耗模式下使用。24MHz晶体振荡器用于在活动模式下提供参考时钟。

编解码器主时钟为12MHz，USB主时钟为24MHz，系统时钟最高可达200MHz。

时钟要求：

Clock Active mode (max MHz) Sleep mode (MHz) Duty-cycle
CPU/AHB 200 0 45%-55%
APB1 50 0 45%-55%
APB2 100 0
Flash 108 0 45%-55%
JTAG External 0 45%-55%
Codec 12 0 45%-55%
USB 24 0 45%-55%
I2S 24 0 45%-55%
PLL ref clk 24 0 45%-55%

# 采样率

采样频率和主时钟频率：

Parameter Description Min. Typ. Max. Unit
Fs Sampling frequency in normal mode 8 192 kHz
Fs Sampling frequency in low power consumption mode (ADC only) 8 16 kHz
Fmclk Main clock frequency 12 or 13 MHz
Dmclk Main clock duty cycle 0.45 0.5 0.55 -

MCLK、DMIC_CLK频率和可用 Fs 之间的关系：

Clock division ratio (DMIC_RATE) DMIC-CLK: frequency (Fdmic≠clk) for Fmclk=12Mhz DMIC-CLK: frequency (Fdmic≠clk) for Fmclk=13Mhz Available Fs (kHz)
16 750 kHz 812.5 kHz 8, 11.025, 12, 16
12 1 MHz 1.08 MHz 8, 11.025, 12, 16
5 2.4 MHz 2.6 MHz 8, 11.025, 12, 16, 22.05, 24, 32, 44.1, 48, 88.2, 96, 176.4, 192
4 3.0 MHz 3.25 MHz 8, 11.025, 12, 16, 22.05, 24, 32, 44.1, 48, 88.2, 96, 176.4, 192

# PLL

下图显示了PLL架构，其中典型参考时钟为24MHz。

下表列出了PLL操作的信号：

Signal Usage Limitation
DIVR[4:0] Reference Divider Value
 (binary value + 1 : 00000 = ÷1)		 Both REF and post-divide REF must be within the specified range
DIVF[6:0] Feedback Divider Value
(binary value + 1 : 0000000 = ÷1)		 VCO must be within the specified range
DIVQ[2:0] Output Divider Value (2^ binary value)
001 = ÷2        100 = ÷16
010 = ÷4        101 = ÷32
011 = ÷8        110 = ÷64
FSE Chooses between internal and external input paths:
0 = FB pin input
1 = internal feedback
RANGE [2:0] PLL Filter Range
000=BYPASS      100=26-42MHz
001=Reserved     101=42-68MHz
010=10-16MHz    110=68-110MHz
011=16-26MHz    111=110-200MH		 This sets the PLL loop filter to work with the post-reference divider frequency. Choose the highest valid range for best jitter performance, or optimize with post-silicon characterization.

下表列出了PLL关键参数：

Description Symbol Min. Typ. Max. Unit
Input Frequency Fref 24 MHz
VCO Frequency Fvco 1000 2000 MHz
Output Frequency Fout 20 1000 MHz
Output Duty Cycle t-do 45 55 %
Maximum Lock Time t-lock 50 µs
Reset Time t-reset 1 µs
Maximum Long Term Jitter LTJ ±1% Divided-Ref Period
Maximum Cycle to Cycle Jitter CCJ ±1% Output Period
Total Power (unloaded) IDD 2 mA

# 控制端口

# USB 端口

SNC8321 提供具有集成 PHY 的全功能 USB 控制器，支持 USB2.0 FS/HS 和 USB 音频类规范 UAC 1.0/2.0。

Item Unit Specification Comment
USB standard 2.0 full speed and high speed, device
VBUS voltage V 5.0/3.3
Interface type Type-C/Micro USB

# I2C/UART

Item Quantity Unit Specification Comment
UART 1 bps Up to 3M TX and RX
I2C 1 kbps Up to 400K

# I2S端口

有1个 I2S 端口，如下表所示。

Item Unit Specification Comment
Interface number 3 I2S interface, with word clock, bit clock, data-in, data-out
Word clock kHz Up to 192 8, 16, 32, 44.1, 48, 88.2, 96, 176.4, 192
Data width bits 16/20/24
Format Standard, left-justified, right-justified

I2S 引脚是 GPIO 可重复使用的引脚。GPIO 映射如下表所述，其中 CLK 是位时钟，WS 是字时钟，SDI 是输入数据，SDO 是输出数据。

I2S-1
I2S1_clk GPIO0
I2S1_ws GPIO1
I2S1_sdi GPIO2
I2S1_sdo GPIO3

# 逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)

片上2个12位逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)， 可用于按钮检测、电池监视或其它模拟传感器输入测量。

Parameters Min. Typ. Max. Unit
Resolution 12 Bits
ENOB 11 Bits
Sampling rate 5 Msps
Channel TBD
AVDD-aux-ADC 3.3 V
DVDD-aux-ADC 1.1 V
Input voltage range 0 3.3 V
INL accuracy -2 2 LSB
DNL accuracy -1 1 LSB
Offset -2 2 LSB
Gain error -1 1 %
Hardware conversion time 1 us

# eFuse

有1个 256 位的 OTP 存储器，它被组织为 32 位乘以 8。这是一次性可编程电熔丝，带有随机访问接口。电熔丝是一种在标准CMOS逻辑工艺中制造的非易失性存储器。

Pin name Signal type Description
CSB Input Active-low chip select in low power standby mode
STROBE Input High to turn ‘ON’ the array for read or program access
LOAD Input High to turn ‘ON’ sense amplifier and load data into latch
Q7~Q0 Output Data output
VDDQ Input High voltage for fuse programming, ground for read
A7~A0 Input Address pins
PGENB Input Program enable (active low)
VDD Supply Core supply voltage
VSS Supply Ground

主要特性：

  • 编程条件:

    • VDDQ: 2.5V±10%

    • VDD: 1.1V±10%

    • 温度: 125℃~-40℃

    • 编程时间: 10us±1us

  • 读取条件:

    • VDDQ: 0V or floating

    • VDD: 0.81V~1.21V

    • 温度: 125℃~ -40℃

  • 异步信号接口

# 尺寸规格

BGA80封装规格信息如下：

# 订购信息

Part Number
Type
 Package Size
Packing
MoQ
SNC8321 BGA-80L 4.5mm*6.2mm*1.2mm
X: 0.5mm, Y: 0.4mm Pitch		 Tape&Reel 3K