解开芯中疑惑 MP3解码芯片全攻略 （申请加精）

魚

第一次发贴请各位多多关照

解码芯片是MP3的处理核心，其主要作用就是将存储在介质上的MP3文件解码。并还原成模拟的声音，然后通过耳机播放出来。它是MP3工作中最重要的一环，很大程度上影响了最终的音质表现。
　　由于MP3是一种有损压缩的编码格式，优秀的解码芯片能够更好地还原音频信号，可以在很大程度上弥补音频信号的损失。相反的，低端的解码芯片会令MP3的编码信息进一步损失。
　　随着芯片技术的发展，新一代的解码芯片已经不单单只有MP3解码功能。而是将MP3的很多扩展功能（如Line
In、USB2.0高速传输接口等）集成在芯片内部，降低了MP3外围电路的复杂性。给MP3的小型化提供了可能，同时给MP3带来了越来越齐全的功能。
　　解码芯片对于MP3的重要性，相当于引擎对于汽车。没有好的引擎，断然造不出好车。但是有好的引擎，却不一定代表可以造出好车，还要看厂家的研发制造能力。对于MP3来说，电路的PCB设计、焊接的工艺、线路板材料和元器件的选料都是很关键的。各个厂家之间有着很大的区别，特別是大厂和一些杂牌厂家的区别就更大了。因此，即便使用的是相同的芯片，不同产品之间的价格差异还是很大的。建议大家在选购产品时除了认明芯片外，也尽量选择一些名牌大厂的产品。
　　目前市场上流行的MP3解码芯片有很多，但最受推崇口碑最好的还是PHILIPS芯片。它几乎一向都出现在高端的MP3中，功能非常强大，音质相对其他方案也更加的突出。可以这么说，PHILIPS是目前最好的MP3芯片制造商，它的MP3芯片是目前市场上音质表现最好的。
　今天PHILIPS的MP3解码芯片已经发展成了一个大家族，主要有SAA775x系列和PNX010x系列，不同型号的产品，性能和功能上都存在较大差异。PHILIPS芯片都是BGA（Ball
Grid Array）封装，也就是球状引脚栅格阵列封装技术。它是一种高密度表面装配封装技术，在封装的底部，引脚都成球状，并排列成一个矩阵。

BGA封装具有芯片面积小的特点，可以减少PCB板的面积。但是需要非常专业的焊接设备，无法手工焊接。另外BGA封装的芯片难以用双面板完成PCB布线，需要多层PCB板。小厂家是很难在MP3中使用BGA芯片的，所以PHILIPS芯片几乎都在进口MP3中使用。
　　在这里，不得不说到MPIO和iRiver这两家韩国厂商。MPIO和iRiver是MP3市场上的专业领导品牌，他们的产品向来都是高音质和高质高价的代名词。这两个品牌共同的一个特点就是全面采用了PHILIPS的解码芯片。他们在MP3高端市场的巨大成功，也成就了PHILIPS解码芯片的高端地位。
SAA775x是我们最常见的飞利浦IC芯片系列，它流行了将近两年时间。在所有SAA775x产品中，又以SAA7750EL/N102最为闻名，被国外许多MP3大厂采用。我们经常在主流产品中都可以看到它的身影。

　SAA7750的同门兄弟SAA7751仅有DSP内核和闪存，没有包含音频多媒体解编码器。只能用于本身可升级的CD光盘播放器上。而SAA7752是一个低价格的解决方案，只包含了DPS芯片，使用外置内存来存储数据，主要面向CD随身听的应用领域。至于SAA7753，同样仅有DSP芯片，而且直接用嵌入式内存代替了闪存，对应低价格的CD播放系统，可以提供一个附加MP3的功能。

　SAA7750中内含速度高达73MIPS 的24位DSP（Digital Signal
Processor，数字信号处理器）和32位ARM
RISC处理器。它具有可编程的DSP架构，开发者可以进行固件升级。使播放器兼容更多的音频格式，或者支持多种国家的语言，支持的MP3文件解码速率为8Kbps -
320Kbps。兼容多段多档位EQ音效处理，包括3D定位音效和超重低音，高低音量均可任意调节。支持MIC录音，生成ADPCM格式的音频文件。支持文件标签信息，ID3
v1.0-v2.40版本，可以同步显示歌名和歌曲信息。具有Line-in和光纤输入直录功能，使用户无需通过电脑下载MP3音乐，而且能够达到8kbps-320kbps的比特率。
　　在数字接口方面，SAA7750仅仅支持USB
1.1传输标准。不过它可外接闪存卡，方便扩充存储容量。SAA7750内置了一个16位立体声音频ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器），并且带耳机音频放大器，可以输出每声道12mW（16欧姆）的强劲功率。相比之下，另一个大厂家Sigmatel的芯片的输出功率只有每声道5mW左右。SAA7750具有高级能源管理功能，一节AA电池的可以连续播放24小时左右，同时也可以支持锂电池和AAA电池。
　　尤其值得注意的是，PHILIPS的SAA7750/SAA7751本身仅仅是解码芯片，必须采用外部的控制芯片才能使用。PHILIPS芯片本身价格就比较昂贵，加上外围芯片，整体成本就比较高了。所以采用飞利浦芯片的MP3价格一般都比较昂贵。
　　应该说，采用飞利浦SAA775x的MP3都是优秀音质的代表。当然，它们的售价也是比较高的。对于采用这一芯片的MP3来说，搭配森海塞尔MX300级别的耳塞是最低要求了，要获得更好的音质就不得不购买更加高端的耳塞了。
1、iRiver
IFP-180TC：是采用SAA7750芯片的代表型号，将SAA7750的性能特点发挥的很好，尽管已经是2年多的老产品了，但其性能仍然非常出众，属于老当益壮的类型。

2、MPIO FL100（镜秀公主）：是与iRiver IFP-180TC的同期产品，遗憾的是MPIO官方一直没有推出无驱固件。

3、夏新u-807k：外形亮丽，定会让你改变国产机粗糙的成见。完美的镜面面板，正好适合给MM当镜子使用。

4、MPIO FL300：采用时尚的项链式外观，不锈钢的金属质感外壳配合蓝色、红色、紫色三种色彩的镜面，点缀胸前就象是一块宝石链坠。

5、艾利和 N10：同样采用项链式外观设计，黑色的外观，深邃而悠远。

根据PHILIPS半导体的命名规则，PNX系列主要应用范围为数字电视、Hi-Fi音响等专业领域，而SAA系列则是面向便携式随身听而开发。该芯片在较早前由于资料缺乏，加之SAA系列的巨大成功，因此被蒙上了一些神秘色彩，人们对它怀抱着巨大的期望，希望它具有比SAA7750更高的性能表现。

　除了前面提到的PNX0101之外，该家族还有PNX0102和PNX0105两个成员。PNX0102和PNX0102是专为闪存MP3随身听而开发的，PNX0105则是针对硬盘式多媒体播放器的产品。

　PNX0101内嵌4Mbit的可编程FLASH存储器，这部分空间是用来存储播放器的固件程序的。让人诟病的是，PNX0101只支持低速率的USB1.1接口。相比之下，PNX0102则内嵌有8Mbit的可编程FLASH，并且提供了对USB2.0的支持。PNX0105同样支持USB2.0，而且还支持GDMA和IDE（ATA/ATAPI/PC
Card）等接口，但它没有内置可编程FLASH。



目前可以大量到货的只有采用PNX0101的产品，PNX0102只是在很少的产品中得到应用（如MPIO的FY400，其价格还是天价）。而PNX0105还没有量产的产品。由于PNX0101不支持USB2.0，因此目前所有具备USB2.0接口的采用PNX0101芯片的MP3都是通过外加的USB2.0控制芯片来实现的。
　　PNX0102和PNX0102芯片都采用了32位的ARM7核心的RISC处理器，主频为60MHz，可以支持图片浏览等多媒体应用。PNX0105则采用了ARM9核心的RISC处理器，主频高达140MHz，除了可以快速浏览图片，还能支持视频播放。
　　PNX家族都内含速度高达80-100MIPS
的24位EPICS7B音频DSP，内置了一个16位立体声音频ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器），并且带耳机驱动。PNX0101和PNX0102都采用了小巧的TBGA180封装，面积只有10mm*10mm，PNX0105则采用和SAA7750一样的LFBGA228封装，尺寸为15mm*15mm。
　　与SAA7750EL相比，除了具有更高的处理器性能以外，PNX010x系列的最高输出功率由12mW提高到了18mW。而且能耗更低，一节AA电池就可以支持50小时的连续播放，是SAA7750的2倍。同时通过LifeVibes音频增强算法，可以支持MP3压缩。
　　一般来说，采用PNX010x芯片的MP3的音质都是非常优秀的，它们往往都随机配备了质量很好的耳塞。不过如果你有更高的要求，购买更加高端的耳塞也是需要的。
　前一篇文章里，我们介绍了飞利浦的MP3解码芯片，飞利浦芯片虽然性能出色，却并不是国内MP3用得最广的解码芯片，市场占有率比起西格马泰（Sigmatel）只能算是很小一部份。
　　Sigmatel在MP3业界可谓如雷贯耳，凭借价格、集成度、功能、兼容性等多方面的综合优势，Sigmatel旗下的一系列解码芯片深受国内厂商的青睐，市场占有率（闪存类MP3）长期以来都在60％以上。他不仅是三星、iaudio等韩国品牌的芯片供应商，更是国内业界的霸主，几乎所有的国产中端品牌使用的都是他的解决方案。Sigmatel面向中小型的企业，采用了非常有力的市场策略，价格优惠只是一个方面，更主要的是技术支持非常到位，产品线全面丰富，同时产品更新换代速度也是最快的。
　　在Sigmatel的官方网站上，你可以找到大量的技术资料。同时中小型的企业也可以以很优惠的价格买到Sigmatel的SDK开发板和开发软件。目前有很多开发公司都从事Sigmatel芯片的开发，在它上面可以实现的功能越来越多，包括电子图片、歌词同步、TXT阅读、闹钟等等。

　由于小编是学嵌入式系统的，因此对于产品的开发流程还是有一些了解。你看到上面的这块电路板就是Sigmatel提供的开发板，它上面有35xx芯片（下方偏右的黑色方块）。耳机和LineIn插孔，USB接口（上方偏右银色的部分），LCD屏幕，以及功能按键（在左下方）等等。MP3的开发人员拿到这块电路板后，会使用一条JTAG接线，连接电脑的并口和电路板上的DEBUG_PORT，然后在PC上运行开发工具软件（一种类似于Visual
C之类的工具）。在上面编写MP3播放器的应用程序，编译通过后，可以下载到35xx芯片的内置FLASH上。然后断开开发板和电脑的连线，进行功能测试。
　　如果测试通过，厂家会把多余的没有用到的电路模块去掉，重新设计PCB电路板。使它可以装进MP3小巧的外壳里面。之后就是生产的流程了，厂家会把PCB版图交给电路板厂，然后把装载有固件程序的35xx芯片和一些外部元件焊接到PCB板上，再进行外壳装配等工作，一台MP3就生产出来了。
　对于资金和技术实力稍大一些的公司，可以进行更深入的开发，充分发掘芯片的潜力。下面的这块是Sigmatel的高级开发板。它上面的配置更加齐全，并且使用的是BGA封装的35xx芯片。BGA也就是Ball
Grid
Array，中文意思是球状引脚栅格阵列封装技术。它具有芯片面积小的特点，可以减少PCB板的面积，有助于MP3的小型化，但是它需要专业的焊接设备，无法手工焊接。


正是依靠着Sigmatel充分的技术支持，国内进行35xx芯片研发的厂家数目众多，对35xx芯片的潜力也发掘的相当充分。这也正是国内使用Sigmatel芯片的产品不断涌现，并且价格战越演越烈的原因。
　　正所谓长江后浪推前浪，前浪死在沙滩上。当STM3410/1342成为昨日黄花，STM3520强势出击，攻占了几乎整个中端市场的江山。而STM3502则依靠STM3520的名声悄然崛起，成为了中低端市场炙手可热的明星。
　　其实，除了上面提到的这几款热门芯片之外，Sigmatel还有很多的芯片，它的产品线是非常齐全的。下表中列出的是Sigmatel的各款芯片的主要参数。

为了方便厂家的应用，Sigmatel使用了一套标准的命名规则。这个是针对研发厂家的，我在这里就不多解释了：）

总体而言，采用Sigmatel解码芯片的MP3音质表现会中规中矩，声音比较亮丽，中音表现一般，低音量感不足、高音比较生硬，它在音乐的表现上要略逊于飞利浦解码芯片。
Sigmatel
34xx系列：
　　STMP
34xx是Sigmatel公司的较早期系列产品。虽然目前已经不再是市场的主流了，但是在这一系列上可以看到MP3的发展轨迹。其单片芯片集成了几乎全部的功能，只要外接一块FLASH闪存和一些简单的阻容元件，这就是一台完整的播放器了。在几年前就能做到这一点是很难得的，这也是未来MP3解码芯片的发展方向。

1、STMP 3410
　　在两三年前，STMP
3410的芯片还占据着MP3芯片市场的半壁江山，STMP3410单芯片方案仍然是目前市场上成熟而常见的一种方案。其价格低廉、良好的程序移植性的特点曾为它在2003年抢占到80%解码芯片的市场份额。
　　由于芯片本身的DAC（数字模拟转换器）质素并不出色，音质表现一般，因此它多用在中低档产品上。我们还可以在许多的早期国产MP3播放器上看到STMP
3410的身影。

2、STMP 3420/1342
　　STMP 3420更像是STMP 3410的升级版，它在STMP
3410的基础上增加了对USB2.0（Full Speed）的支持，修正了STMP
3410于某些主板的USB接口不兼容的问题。还增加了MP3硬件编码功能，在音质方面也比STMP 3410有所提高。
　　不过，STMP
3420和3410都已经是市场的昨日黄花了，已经退出了市场的主流。只有在一些很早期的MP3上才可以见到它们的身影。
　　而STMP
1342是一款专为闪存盘而设计的功能增强型芯片。该芯片的功能较少，多用在很低端的带MP3播放功能的闪存盘上，其音质表现大致与STMP
3410差不多。
在STMP
34xx系列获得巨大的成功之后，Sigmatel公司再接再厉，推出了35xx系列芯片。和34xx相比，它们的改进主要在两个方面。
　　一是针对34xx音质并不太好的问题，改进了DAC的设计。使得其音质有了很大的提高，信噪比达到了95DB，谐波失真也降到了很低的水平。总体来讲，它的音质和飞利浦的差距已经不太大了。如果你不是生有一对“金耳朵”，那么几乎是听不出什么差别的。
　　二是全面支持USB2.0接口，大大加快了数据的传输速度，适应MP3播放器大容量化的要求。不过要注意的是，所谓USB2.0
Full Speed其实只能达到1M/S左右的速度，只有USB2.0 High
Speed才是真正的USB2.0接口。
　　在这里顺带提及一下魅族、歌美等国内厂家。在3520芯片刚刚推出的时候，在韩国厂家推出相应产品之前，他们便首先推出了3520方案的MP3播放器，也为国产MP3挣了一口气。目前，魅族在其全线MP3播放器上都采用了3520芯片，包括ME、E2、X6等等，几乎款款热销，从这里也可以看出3520的素质。
　　下图是Sigmatel的35xx系列芯片的参数对比，有兴趣的朋友可以点击看看全面的对比，我们就不作翻译和解释了。

　在这张图上可以看到35xx芯片的引脚分布，从图中可以看到各款芯片的不同之处。3501只能使用普通的AA电池，而其他芯片还可以支持3.6V的锂电池。350x芯片只是支持USB2.0
Full Speed标准，数据传输速度还是很慢的。而3550和3560是针对硬盘式MP3播放器而设计的，它们支持硬盘的接口，同时具有电池充电管理功能。

　这是35xx芯片的内部模块结构，可以看出，它的内核是一块24位的DSP数字信号处理器，具有IDF、IIS、GPIO、SDRAM和SPI等接口。有300KB左右的内置程序存储器，带有16位的数字模拟转换器(DAC)和模拟数字转换器（ADC，用于FM、MIC和LineIn录音），带有耳机驱动放大器。

1、STMP 3510/3520
　　与STMP 3410相比，STMP
3510不仅支持USB2.0(High-Speed)，速度可以达到3M/S以上，而且改进了综合能源管理、支持电池充电功能检测、并且强化了数字/模拟转换器和耳机驱动放大器电路、拥有子目录管理能力等智能化的功能。

STMP 3520改进了以往STMP
3410/1342中音表现一般、高音生硬的缺点，它的音质清澈，信噪比的理想值可以达到95dB。增加了对MP3硬件编码、FM收音和USB2.0等功能的支持。STMP
3520比前代产品在处理速度上也有所提升，达到了75MHz (34xx系列为65MHz)。
　　现在市场上几乎所有柜台上都有STMP
3520芯片MP3的身影，可以说STMP 3520是目前市场上中端MP3的霸主了。
2、STMP 3502

STM3502是一片集成度非常高的MP3播放器专用芯片，内置了MP3/WMA解码、LED/LCD屏幕控制、语音录音编码、电源管理、USB2.0全速接口等功能，集成了新式A/D转换器，音质还原质量有很大的提高，其DSP数字信号处理器主频速率达到了75MHz。输出信噪比高达95db，耳机输出功率为了11mW×2，总谐波失真率也低于0.05%。由于开发的厂家众多，还增加了播放列表、子目录管理能力、TXT文本阅读等功能，低功耗的设计可以使播放器达到10小时以上的播放时间。
　　在这不得不提3520，二者仅有末尾两个数字的排序不同，不过差别还是比较明显的。功能方面二者不相伯仲，但在音质表现、电源管理能力等方面，3520要优于3502。二者最大的区别莫过于传输速度上，3502采用的是USB2.0全速接口，速度大概为1MB/S；而3520则为USB2.0高速接口，速度一般能达到3MB/S。不过3502成本较低，尤其得到众多国产厂商推崇，正因如此，才有了以3502为主角的如火如荼的MP3价格大战。

　STMP 3550/3560是专用于硬盘式MP3播放器的芯片，其处理速度为75MHz。功能上它们以STMP
35x0为基础。为了给硬盘提高缓存当作避震之用，还添加了SDRAM接口。STMP
3510/3520与3550/3560除了封装有些不同外，主要区别就在于3550/3560还可以支持锂电池及USB直接充电，因此大家凡是看到采用锂电池、支持USB2.0的，很可能就是采用STMP
3550、3560芯片的。
小结：
　　Sigmatel公司的STMP
34系列及35系列是市场上占有率最大的MP3解码芯片，它是主流的解码芯片中唯一采用高集成单芯片的。因此Sigmatel方案的机器整体外围结构比较简约，成本也容易控制，综合性价比应该算是最高的。
　　虽然过去采用34xx芯片的MP3曾经面临了返修率高、音质不够好的问题，但是随着35xx芯片的推出，以及厂家研发能力的增强，目前采用3520芯片的MP3已经成了稳定可靠的代名词了。其音质表现也得到了广大用户的认可

黑鸟战士

原创？？

lianghuang00

虽然很多我看不懂，但写得那么辛苦，顶一下

魚

原帖由 黑鸟战士 于 2005-9-28 22:11 发表
原创？？

走南闯北收藏的。

梁少锋

是原创吗?

魚

原帖由 梁少锋 于 2005-9-28 22:14 发表
是原创吗?

不是[s:30]

黑鸟战士

哈哈
哈

kanevicjay

不是原创也顶.....

楼主能介绍下国产meizu的mp3吗?

新绝对零度

原帖由 魚 于 2005-9-28 22:15 发表

不是[s:30]

加分肯定,不过不是原创是不能加精华的

你呢

3大硬盘mp3厂商苹果，创新和RIO在其早期产品中不约而同采用了cirruslogic的DSP芯片和德州仪器的ARM处理器，其音质可圈可点，而庞大的市场占有率和用户影响都是不可忽视的，为什么不介绍一下呢

在我看来采用cirruslogic芯片的mp3其音质比起3520的MP3好了不少

新绝对零度

........

aigang

不错，好文！

RogetNoprl

芯片不是一切，买mp3不能光看芯片

pyf3333

这文章,什么年代的...火星了

pyf3333

目前可以大量到货的只有采用PNX0101的产品，PNX0102只是在很少的产品中得到应用（如MPIO的FY400，其价格还是天价）。

抄也抄新点的啊.这起码一年以前的文章吧.狂晕