SM5956A 6ch 非同期サンプルレートコンバータ ■概要 SM5956A は、ディジタルオーディオ信号の サンプルレートを非同期に変換する機 能をもつサンプルレート コンバータ専用 LSI です。入出力インターフェースは、6ch、16/20/24 ビット語長の入力データ、16/20/24 ビッ ト語長の出力データに対応してい ます。また、ディジタルディエ ンファシスフィルタ、ダイ レクトミュート、 ディジタルオーディオインターフェース出力などの機能も内蔵しています。 ■特長 ■端子配置 (Top view) ●機能 LRCO BCKO DOA DOB DOC OWL0 OWL1 OMOD0 OMOD1 DITO VDD 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 17 MCK ERROR 45 16 FS1 RSTN 46 15 FS0 SELFN 47 14 DEEMN VSS 48 13 VDD ■外形寸法図 (Unit : mm) + 0.075 0.125 − 0.025 • 5V tolerant 入力端子採用により 5V デバイスから の直接入力が可能 • 3.3V 単ー電源 • パッケージ：48 ピン QFP 1.4 ± 0.1 7 ± 0.1 DIA端子入力をサンプルレート変換したものを出力 • 出力データ用クロック (LRCO, BCKO) 0.5 0.08 0.5 ± 0.2 7 ± 0.1 9 ± 0.4 9 ± 0.4 • ディジタルオーディオインターフェース出力 1.7 MAX • スルーモード：入力データのダイレクト出力が可能 LRCO レート：1fso BCKO レート：64fso (SCKSLN = L, 512fso 動作時 ) 48fso (SCKSLN = H, 768fso 動作時 ) スレーブモード：外部より入力された上記レート の信号でデータを出力 マスターモード：出力側システムクロック入力を 基に上記レートを内部で発生し 出力 • MCU インターフェース：3 線式シリアル VSS 12 44 TEST4 11 MDT SCKSLN IMOD1 10 18 9 43 IMOD0 MLE VSS 8 19 IWL1 42 7 DMUTEN SCK IWL0 20 6 41 DIC THROUN TEST3 5 21 DIB 40 4 SLAVEN TEST2 DIA 22 0 ~ 10 0.1 IIR フィルタ構成 44.1kHz, 48kHz, 32kHz の fsi に対応 • ダイレクトミュート機能 39 3 入力側システムクロック：1fsi (LRCI 端子で代用 ) 出力側システムクロック：512fso/768fso (SCK 端子に入力 ) • ディエンファシスフィルタ機能 OEDITON TEST1 BCKI 同期 • システムクロック入力 VSS 23 2 • 入力側、 出力側のタイミング (クロック入力) は非 24 38 1 *1. fsi =入力サンプルレート、fso =出力サンプルレート 37 VDD 0.45 倍∼ 4.41 倍の任意 (SCKSLN = L, 512fso 動作時 ) 0.225 倍∼ 4.41 倍の任意 (SCKSLN = H, 768fso 動作時 ) VDD TEST0 LRCI • 動作可能なサンプルレート変換比 (fso/fsi) *1 VSS • 出力サンプルレート範囲：30kHz ∼ 50kHz 35 • 入力サンプルレート範囲：10kHz ∼ 200kHz 36 • L/R の6チャンネル処理(2chステレオ, 3系統処理) + 0.09 0.18 − 0.05 注 ) 公差なき寸法は参考値 ■オーダーインフォメーション Device Package SM5956AF 48 ピン QFP SEIKO NPC CORPORATION —1 SM5956A ■特長 ●入出力インターフェース ●変換性能 • 入力データフォーマット • 内部データ語長：20 ビット 2 の補数形式 /MSB ファースト / LR 交互シリアル IIS/ 非 IIS フォーマット フォーマット • ディエンファシスフィルタ特性 (IIR フィルタ ) 理想フィルタ特性からの偏差 ゲイン特性 ± 0.03dB IMOD1 IMOD0 IIS L L • アンチエリアジング LPF の特性 MSB ファースト前詰め L H 通過帯域リップル ± 0.0001dB MSB ファースト後詰め H L 阻止帯域減衰量 > 98dB MSB ファースト後詰め H H • 入力語長 • 変換に際して付加されるノイズ量 内部演算ノイズ：−96dB 以下 出力丸めノイズ： 16 ビット出力時 −98dB 16bit/20bit/24bit 入力語長 IWL1 IWL0 20 ビット出力時 −122dB 16bit L L 24 ビット出力時 −146dB 20bit L H 24bit H L 24bit H H • 出力データフォーマット 2 の補数形式 /MSB ファースト / LR 交互シリアル IIS/ 非 IIS フォーマット 総合出力理論 S/N 入力信号ビット数 出力信号 ビット数 16 ビット 20 ビット 24 ビット 16 ビット −92.3dB −94.0dB −94.0dB 20 ビット −94.0dB −96.0dB −96.0dB 24 ビット −94.1dB −96.1dB −96.2dB ビットクロック連続 (64fso/48fso) フォーマット OMOD1 OMOD0 IIS L L MSB ファースト前詰め L H MSB ファースト後詰め H L MSB ファースト後詰め H H 出力語長 OWL1 OWL0 16bit L L 20bit L H 24bit H L 24bit H H • 出力語長 16bit/20bit/24bit ●構造 • シリコンゲート CMOS ●用途 • ディジタルオーディオ装置間のサンプルレー ト変換 (AV アンプ , CD-R/RW, MD, DVC 等 ) • 業務用録音 / 編集機器のサンプルレート変換 SEIKO NPC CORPORATION —2 SM5956A ■ブロック図 LRCI BCKI DIA, DIB, DIC IMOD0 ERROR SCK Sequencer block Input data interface IMOD1 IWL0 SCKSLN Interpolation operation RSTN IWL1 SELFN Arithmetic operation block Output data operation Interpolation filter operation DEEMN Conversion rate detector Deemphasis filter operation Output timing operation FS0 FS1 Output operation MCK MCU interface MDT MLE OMOD0 OMOD1 DITO Digital audio interface Output data interface OEDITON OWL0 OWL1 THROUN Through, mute, and slave mode control SLAVEN DMUTEN LRCO BCKO DOA, DOB, DOC ■端子説明 端子番号 端子名 I/O 1 設定 機能 H 1 VDD − VDD 端子 (3.3V) 2 LRCI Is サンプルレートクロック入力端子 (fsi) 3 BCKI Is ビットクロック入力端子 (32fsi ∼ 64fsi) 4 DIA Is データ入力端子 A 5 DIB Is データ入力端子 B 6 DIC Is データ入力端子 C 7 IWL0 I 入力語長設定端子 0 8 IWL1 I 入力語長設定端子 1 9 IMOD0 I 入力フォーマット設定端子 0 10 IMOD1 I 入力フォーマット設定端子 1 L 「●入力インター フェース設定」参照 SEIKO NPC CORPORATION —3 SM5956A 設定 端子番号 端子名 I/O 1 11 TEST4 Id テスト設定端子 12 VSS − GND 端子 (0V) 13 VDD − VDD 端子 (3.3V) 14 DEEMN I ディエンファシス設定端子 15 FS0 I ディエンファシス周波数設定端子 0 16 FS1 I ディエンファシス周波数設定端子 1 17 MCK Is MCU インターフェースクロック入力端子 18 MDT Is MCU インターフェースデータ入力端子 19 MLE Is MCU インターフェースラッチイネーブル入力端子 20 DMUTEN Id ダイレクトミュート設定端子 出力 MUTE 21 THROUN Id スルーモード設定端子 SRC Through 22 SLAVEN Id スレーブ設定端子 Master Slave 23 OEDITON Id DIT 出力イネーブル設定端子 L 出力 24 VSS − GND 端子 (0V) 25 VDD − VDD 端子 (3.3V) 26 DITO O ディジタルオーディオインターフェース出力端子 27 OMOD1 I 出力フォーマット設定端子 1 28 OMOD0 I 出力フォーマット設定端子 0 29 OWL1 I 出力語長設定端子 1 30 OWL0 I 出力語長設定端子 0 31 DOC O データ出力端子 C 32 DOB O データ出力端子 B 33 DOA O データ出力端子 A 34 BCKO I/O ビットクロック入出力端子 (48fso/64fso) 35 LRCO I/O サンプルレートクロック入出力端子 (fso) 36 VSS − GND 端子 (0V) 37 VDD − VDD 端子 (3.3V) 38 TEST0 Id テスト設定端子 Test Normal 39 TEST1 Id テスト設定端子 Test Normal 40 TEST2 Id テスト設定端子 Test Normal 41 TEST3 Id テスト設定端子 Test Normal 42 SCK I 出力側システムクロック入力端子 (512fso/768fso) 43 VSS − GND 端子 (0V) 44 SCKSLN Id 出力側システムクロック設定端子 768fso 512fso 45 ERROR O 入力エラー検出端子 46 RSTN Id リセット入力端子 47 SELFN Id リセットモード端子 48 VSS − GND 端子 (0V) 機能 H L Test Normal OFF ON 「●サンプルレート 変換」参照 「●出力インター フェース設定」参照 Reset 他動 自動 1. I：入力、O：出力、Ιd：プルダウン付き入力、Is：シュミット付き入力、−：電源を示します。 SEIKO NPC CORPORATION —4 SM5956A ■絶対最大定格 VSS = 0V, VDD 端子電圧 = VDD 項目 記号 定格 単位 電源電圧 V DD −0.3 ∼ 4.6 V 入力電圧 VI −0.3 ∼ 5.5 V 出力電圧 VO −0.3 ∼ VDD + 0.3 V 保存温度 T STG −55 ∼ 125 °C 消費電力 PW 700 mW ( 注 ) 電源の投入 / 切断時にも適用します。 ■推奨動作条件 VSS = 0V, VDD 端子電圧 = VDD 項目 規格 記号 単位 MIN TYP MAX 電源電圧 V DD 3.0 3.3 3.6 V 動作温度 TOPR −40 25 85 °C SEIKO NPC CORPORATION —5 SM5956A ■電気的特性 ● DC 特性 V SS = 0V, VDD = 3.0 ∼ 3.6V, Ta = −40 ∼ 85°C 規格 項目 端子 記号 消費電流 VDD IDD 入力電圧 (*1)(*2) (*3)(*5) 条件 TYP MAX (*A) 75 90 (*B) 100 125 V IH 出力電圧 (*4)(*5) (*1)(*2) (*5) 入力リーク電流 入力電流 (*3) プルダウン抵抗値 入力負荷容量 VIL (*5) のみ MIN 単位 mA 2.0 5.5 V 0 0.7 V 0 0.4 V 2.4 V DD V 0 0.4 V VOH IOH = −2.0mA V OL IOL = 2.0mA ILH V IN = VDD −1.0 1.0 µA ILL V IN = 0V −1.0 1.0 µA IIH V IN = VDD 12.5 90.0 µA IIL V IN = 0V −1.0 1.0 µA 240 kΩ (*3) RPD (*1)(*2) (*3)(*5) CLDI 40 33.0 100 10 pF (*A)： 全出力端子無負荷、システムクロック周波数 FSCK = 24.576MHz、入力ワードクロック周波数 FLRCI = 48kHz、 SCKSLN = L (512fso)、電源電圧 VDD = 3.3V (*B)： 全出力端子無負荷、システムクロック周波数 FSCK = 36.864MHz、入力ワードクロック周波数 FLRCI = 48kHz、 SCKSLN = H (768fso)、電源電圧 VDD = 3.3V ( 注 ) 端子については、下記「○端子種別」をご参照下さい。 ○端子種別 記号 種別 端子名 (*1) 入力端子 SCK, IMOD0, IMOD1, IWL0, IWL1, DEEMN, FS0, FS1, OMOD0, OMOD1, OWL0, OWL1 (*2) シュミット入力端子 LRCI, BCKI, DIA, DIB, DIC, MCK, MDT, MLE (*3) プルダウン入力端子 TEST0, TEST1, TEST2, TEST3, TEST4, DMUTEN, THROUN, SLAVEN, OEDITON, RSTN, SELFN, SCKSLN (*4) 出力端子 DOA, DOB, DOC, DITO, ERROR (*5) 入出力端子 BCKO, LRCO ( 注 ) SM5956A は、入力端子、入出力端子に 5V tolerant I/O を使用しております。よって、入力電圧は、VDD が動作 保証電圧範囲内であれば最大 5.5V まで印加可能です。VDD が動作保証電圧以下で VDD 電圧以上 5.5V 以下の電 圧が入力端子に印加された場合、デバイス自身の破壊には至りませんが、入力端子から電源電圧 (VDD) への逆流 電流が発生する可能性があります。ただし、入出力端子が、入力状態に設定されている場合は、最大 5.5V までの 電圧印加が可能ですが、出力状態に設定されている場合は、VDD レベルまでしか出力電圧は上昇しません。出力 状態に設定して外部プルアップ等で VDD レベル以上の電圧に設定することは禁止します。 SEIKO NPC CORPORATION —6 SM5956A ● AC 特性 ○出力側システムクロック (SCK 端子入力 ) 規格 項目 クロックパルス周期 記号 条件 t CY クロックパルス幅 (H 区間 ) tCWH クロックパルス幅 (L 区間 ) t CWL MIN TYP MAX SCKSLN = L 39.0 65.1 SCKSLN = H 26.0 43.4 SCKSLN = L 15.6 39.1 SCKSLN = H 10.4 26.0 SCKSLN = L 15.6 39.1 SCKSLN = H 10.4 26.0 40 60 クロックパルス duty 単位 ns ns ns % VIH 0.5VDD SCK VIL tCWH tCWL tCY ○リセット入力 (RSTN 端子入力 ) 項目 記号 規格 条件 MIN RSTN パルス幅 tRST 単位 TYP MAX 4tCY ns 注 ) tCY = 出力側システムクロック (SCK 端子入力 ) 周期 VIH 0.5VDD RSTN VIL tRST SEIKO NPC CORPORATION —7 SM5956A ○シリアル入力 (LRCI, BCKI, DI* 端子入力 ) 規格 項目 記号 条件 MIN TYP MAX 単位 LRCI 周期 tLICY 5 100 µs BCKI パルス周期 tBICY 78 3125 ns BCKI パルス幅 (H 区間 ) t BICWH 30 ns BCKI パルス幅 (L 区間 ) tBICWL 30 ns DI * セットアップタイム t DIS 30 ns DI * ホールドタイム tDIH 30 ns t BLI 30 ns t LBI 30 ns ラスト BCKI 立ち上がり → LRCI エッジ LRCI エッジ → ファースト BCKI 立ち上がり VIH LRCI 0.5VDD tBLI tLBI VIL VIH BCKI 0.5VDD tBICWH tBICWL VIL tBICY VIH DI* 0.5VDD tDIS tDIH VIL 注 ) DI*：DIA, DIB, DIC 端子 SEIKO NPC CORPORATION —8 SM5956A ○シリアル出力 (LRCO, BCKO 端子入力 , DO* 端子出力 ) (SLAVEN = L 時 ) 規格 項目 記号 LRCO 周期 t LOCY BCKO パルス周期 t BOCY BCKO パルス幅 (H 区間 ) BCKO パルス幅 (L 区間 ) tBOCWH t BOCWL 条件 MIN TYP MAX 20 33.34 SCKSLN = L 312.5 520.8 SCKSLN = H 416.6 694.4 SCKSLN = L 93.7 SCKSLN = H 125 SCKSLN = L 93.7 SCKSLN = H 125 単位 µs ns ns ns ラスト BCKO 立ち上がり → LRCO エッジ t BLO 30 ns LRCO エッジ → ファースト BCKO 立ち上がり t LBO 30 ns t DODL DO* 出力遅延 CL = 15pF 30 ns VIH LRCO 0.5VDD tBLO tLBO VIL VIH BCKO 0.5VDD tBOCWH tBOCWL VIL tBOCY VOH DO* 0.5VDD tDODL VOL 注 ) DO*：DOA, DOB, DOC 端子 SEIKO NPC CORPORATION —9 SM5956A ○シリアル出力 (LRCO, BCKO, DO* 端子出力 ) (SLAVEN = H 時 ) 規格 項目 記号 t LOCY LRCO 周期 LRCO パルス幅 (H 区間 ) t LOCWH LRCO パルス幅 (L 区間 ) t LOCWL BCKO パルス周期 t BOCY BCKO パルス幅 (H 区間 ) tBOCWH BCKO パルス幅 (L 区間 ) t BOCWL 条件 MIN TYP SCKSLN = L 512 SCKSLN = H 768 SCKSLN = L 256 SCKSLN = H 384 SCKSLN = L 256 SCKSLN = H 384 SCKSLN = L 8 SCKSLN = H 16 SCKSLN = L 4 SCKSLN = H 8 SCKSLN = L 4 SCKSLN = H 8 MAX 単位 t CY t CY t CY t CY t CY t CY BCKO 出力遅延 t BODL CL = 15pF 30 ns LRCO 出力遅延 tLODL CL = 15pF 30 ns DO* 出力遅延 t DODL CL = 15pF 30 ns 注 ) tCY = 出力側システムクロック (SCK 端子入力 ) 周期 VIH SCK 0.5VDD tBODL tBODL tLODL VIL VOH LRCO 0.5VDD VOL VOH BCKO 0.5VDD tBOCWH tBOCWL VOL tBOCY VOH DO* 0.5VDD tDODL VOL 注 ) DO*：DOA, DOB, DOC 端子 SEIKO NPC CORPORATION —10 SM5956A ○ MCU インターフェース (MCK, MDT, MLE 端子 ) 規格 項目 記号 条件 MIN TYP MAX 単位 t MCY 60 + 4tCY ns MCK パルス幅 (H レベル ) tMCWH 30 + 2tCY ns MCK パルス幅 (L レベル ) t MCWL 30 + 2tCY ns MDT セットアップタイム t MDS 30 + tCY ns MDT ホールドタイム tMDH 30 + tCY ns t MLWL 30 + 2tCY ns MLE セットアップタイム tMLS 30 + tCY ns MLE ホールドタイム t MLH 30 + tCY ns MCK 周期 MLE L レベルパルス幅 立ち上がり時間 tr 100 ns 立ち下がり時間 tf 100 ns 注 ) tCY = 出力側システムクロック (SCK 端子入力 ) 周期 VIH MDT 0.5VDD VIL tMDS tMDH tMCY VIH MCK 0.5VDD tMCWH tMLS VIL tMCWL tMLH VIH MLE 0.5VDD VIL tMLWL tf MCK MDT MLE 0.8VDD 0.2VDD tr VIH 0.5VDD VIL SEIKO NPC CORPORATION —11 SM5956A ■機能説明 ●入力インターフェース設定 (IMOD0, IMOD1, IWL0, IWL1 端子 ) ○入力データフォーマット 2 の補数形式 /MSB ファースト /LR 交互シリアル IIS/ 非 IIS フォーマット フォーマット IMOD1 IMOD0 IIS L L MSB ファースト前詰め L H MSB ファースト後詰め H L MSB ファースト後詰め H H 入力語長 IWL1 IWL0 16bit L L 20bit L H 24bit H L 24bit H H ○入力語長 16bit/20bit/24bit ○入力タイミング 各入力フォーマットに応じて「●入力タイミング」図 1 ∼図 9 に示すタイミングで入力して下さい。 ●出力インターフェース設定 (OMOD0, OMOD1, OWL0, OWL1, THROUN, SLAVEN 端子 ) ○出力データフォーマット 2 の補数形式 /MSB ファースト /LR 交互シリアル IIS/ 非 IIS フォーマット ビットクロック連続 (64fso/48fso) フォーマット OMOD1 OMOD0 IIS L L MSB ファースト前詰め L H MSB ファースト後詰め H L MSB ファースト後詰め H H 出力語長 OWL1 OWL0 16bit L L 20bit L H 24bit H L 24bit H H ○出力語長 16bit/20bit/24bit SEIKO NPC CORPORATION —12 SM5956A ○出力モード選択 端子設定 THROUN 機能 SLAVEN モード 説明 LRCO, BCKO 端子 H マスター LRCO, BCKO は、SCK 入力クロックから分周して 作られる 出力端子となる L スレーブ LRCO, BCKO は、外部から供給される SCKSLN = L 時 BCKO は 64fso のみ許容 SCKSLN = H 時 BCKO は 48fso のみ許容 入力端子となる L or H スルー LRCO, BCKO, DO* は、LRCI, BCKI, DIA, DIB, DIC 入力がそのまま出力される DITO は L が出力される 出力端子となる H L ○出力タイミング 各出力フォーマットのタイミングは、「●出力タイミング」図 10 ∼図 18 を参照して下さい。 スレーブモード時は、各出力フォーマットに応じて「●出力タイミング」図 10 ∼図 18 に示すタイミン グで LRCO, BCKO を入力して下さい。また、スルーモードでは、出力データフォーマット設定に関係な く入力された LRCI, BCKI, DI* がそのまま出力されます。DITO は、L が出力されます。 注 ) DI* ：DIA, DIB, DIC 端子 DO*：DOA, DOB, DOC 端子 ●出力側システムクロック (SCK, SCKSLN 端子 ) 出力側のサンプリング周波数 (fso) の 512 倍もしくは 768 倍の周波数のクロックを入力して下さい。マス ターモードでは、このクロックから分周して LRCO, BCKO を作成します。また、内部演算回路のシステム クロックとしても使用されます。 SCKSLN 端子設定 SCK 端子入力 L 出力側のサンプリング周波数 (fso) の 512 倍 LRCO のレート → 1fso BCKO のレート → 64fso H 出力側のサンプリング周波数 (fso) の 768 倍 LRCO のレート → 1fso BCKO のレート → 48fso SEIKO NPC CORPORATION —13 SM5956A ●システムリセット (ERROR, RSTN 端子 ) 下記の場合、正常な変換動作を行うため、リセットを行う必要があります。リセットは RSTN 端子に L パ ルスを印加することで行います。 • 電源投入時 電源電圧および、LRCI, BCKI, SCK ( スレーブ時は LRCO, BCKO も含む ) の安定後にリセットを解除 (RSTN = L → H) して下さい。 • SCK の非連続状態が発生した場合 サンプリング周波数の切り換え時や後段 IC の状態によるクロック停止時など、SCK がダイナミックに 切り換わる、もしくは非連続な状態です。SCK が安定後、リセットを解除 (RSTN = L → H) して下さい。 • LRCI, BCKI の非連続状態が発生した場合 (SELFN = H 設定時 ) サンプリング周波数の切り換え時や前段 IC の状態によるクロック停止時など、LRCI, BCKI がダイナ ミックに切り換わる、もしくは非連続な状態です。この場合 ERROR 端子が L → H になり、入力に問題が 起きたことを示します。また、SM5956A の動作は継続します。出力は、非連続状態に依存した正常でな い出力となりますので、DMUTEN を設定するなどして外部でミュー トすることをお勧め します。LRCI, BCKI が安定後、リセットを解除 (RSTN = L → H) して下さい。 • スレーブモード時において LRCO, BCKO の非連続状態が発生した場合 (SELFN = H 設定時 ) サンプリング周波数の切り換え時や後段 IC の状態によるクロック停止時など、LRCO, BCKO がダイナ ミックに切り換わる、もしくは非連続な状態です。この場合 ERROR 端子が L → H になり、スレーブ入力 に問題が起きたことを示します。また、SM5956A の動作は継続します。出力は、非連続状態に依存した 正常でない出力となりますので、DMUTEN を設定するなどして外部でミュートすることをお勧めします。 LRCO, BCKO が安定後、リセットを解除 (RSTN = L → H) して下さい。 リセットが必要なのは、このような状態が発生した場合、変換比の算出において非連続な状態を元にした 異常な変換比となり、出力データが異常な値となる場合があるためです。 • リセット期間中の出力状態 DOA, DOB, DOC, DITO 端子は L 固定となります ( リセット解除後は、 「●ダイレクトミュート」の項参 照 )。また、マスターモードにおいては、LRCO, BCKO 端子も L 固定となります。 • ERROR 出力が変化するまでの時間 ERROR は入力クロック、出力クロック (SLAVEN = L の場合 ) をある時間にわたって観測し、予想され るクロック数でないときに ERROR を H にします。したがって ERROR 端子がクロックの状態を反映する までには下の表に示すだけの時間がかかります。SELFN = L の場合クロック入力が再開され ERROR が L に戻るまでにも同様の時間がかかります。 LRCI, BCKI 停止による ERROR 出力周波数 [kHz] LRCO, BCKO 停止による ERROR 最小 [ms] 最大 [ms] 最小 [µss] 最大 [µss] 32 6.0 8.0 93.8 125.0 44.1 4.3 5.8 68.0 90.7 48 4.0 5.3 62.5 83.3 SEIKO NPC CORPORATION —14 SM5956A ●リセットモード (SELFN 端子 ) 「●システムリセット」の項で説明したような LRCI, BCKI の非連続状態、スレーブモード時の LRCO, BCKO の非連続状態を検出した後の動作を SELFN 端子の設定で選択することができます。 SELFN 端子設定 機能 L 入出力クロックの非連続状態を検出後セルフリセット。非連続状態検出から、セルフリセットが 解除されるまで出力は、ダイレクトミュート状態となります。 H 入出力クロックの非連続状態を検出後 ERROR 出力が L → H になります。外部からのリセット 入力 − 解除まで出力は、そのまま出力されます。 よって正常でない出力となりますので、DMUTEN を設定するなどして外部でミュートされることをお勧めします。 ●ダイレクトミュート (DMUTEN 端子 ) ○ダイレクトミュートの ON/OFF DMUTEN 端子設定 機能 L 設定後の出力ワードから 0 データとなります H 設定後の出力ワードからオーディオデータ出力となります ○その他のミュート動作 リセット入力時にもダイレクトミュートがかかります。 RSTN 端子設定 機能 L 設定後の出力ワードから 0 データとなります H 設定後の 8 出力ワード後から演算データ出力となります SEIKO NPC CORPORATION —15 SM5956A ● MCU インターフェース (MDT, MCK, MLE 端子 ) SM5956A は、3 線式シリアルの MCU インターフェースを持ち、ディジタルオーディオインターフェース のチャネルステータスデータが設定可能です。 ○コマンドフォーマット マイコンからのコマンドはデータ (MDT)、ビットクロック (MCK)、ロード信号 (MLE) の 3 線入力を用 いて、ビットシリアルに入力します。 Address 4bit MDT Data 12bit A3 A2 A1 A0 D11D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 MCK MLE 書き込みコマンドフォーマット ○レジスタテーブル • Address: 0/H bit フラグ名 説明 default D11 Not used L 設定で使用して下さい 0 D10 Not used L 設定で使用して下さい 0 D9 Not used L 設定で使用して下さい 0 D8 Not used L 設定で使用して下さい 0 D7 Not used L 設定で使用して下さい 0 D6 DMUTEN ダイレクトミュートフラグ 1 D5 THROUN スルーモードフラグ 1 D4 SLAVEN スレーブフラグ 1 D3 OEDITON D2 DEEMN D1 D0 DIT 出力イネーブルフラグ 1 ディエンファシス設定フラグ 1 FS1 ディエンファシス周波数設定フラグ 1 0 FS0 ディエンファシス周波数設定フラグ 0 0 注 ) 各フラグは、アクティブ論理で OR 動作します。MCU インターフェースのみからコントロールしたい場合 は、対応する各端子を非アクティブ設定として下さい。デフォルト状態では、外部設定端子からのコント ロールを可能とする設定となっています。 • Address: 1/H bit フラグ名 説明 default D11 CNTL0 チャネルステータスビット 0 0 D10 CNTL1 チャネルステータスビット 1 0 D9 CNTL2 チャネルステータスビット 2, COPY フラグ 0 D8 CNTL3 チャネルステータスビット 3, EMP フラグ 0 D7 CATGY0 カテゴリコード設定フラグ 0 0 D6 CATGY1 カテゴリコード設定フラグ 1 D5 Not used D4 LBIT チャネルステータスビット 15 0 D3 CFS1 チャネルステータスビット 24 0 D2 CFS2 チャネルステータスビット 25 0 D1 CP1 チャネルステータスビット 28 0 D0 CP2 チャネルステータスビット 29 0 (CATGY1, CATGY0) = カテゴリ (0, 0) = "100 0000L" (CD) (0, 1) = "100 1100L" (DVD) (1, 0) = "100 0100L" (VCD) (1, 1) = "010 1100L" (SRC) 0 0 注 ) SM5956A では、カテゴリコードとして表記の 4 タイプのみ設定可能です。 SEIKO NPC CORPORATION —16 SM5956A ●ディジタルオーディオインターフェース OEDITON 端子を L に設定することにより、DITO 端子からディジタルオーディオインターフェース出力 を得ることができます。この 出力は、DIA 入力信号をサンプルレート変換したものでプリアンブルとバイ フェーズマーク方式で変調されたデータから構成されています。スルーモード時に DITO 端子は、強制的に L が出力されます。なお、SM5956A をスレーブモードで動作させた場合、LRCO/BCKO が入力されない限 り、本 DIT は動作しません。 M Channel 1 W Channel 2 B Channel 1 W Channel 2 M Channel 1 W Channel 2 Sub Frame Frame 191 Sub Frame Frame 0 Frame 1 Start Block Preamble (Sync Group) 7 8 Auxiliary LSB 3 4 LSB 0 Audio Sample Word 27 28 MSB フレームフォーマット V 31 U C P Validity Flag User Data Channel Status Parity Bit サブフレームフォーマット ○プリアンブル プリアンブルは、サブフレームおよびブロックの同期化と 識別のために用意された特殊なパターンで、 0 ∼ 3 の 4 タイムスロット分が割り当てられており、バイフェーズ変調の伝送レートで連続した 8 つの状 態で表されます。プリアンブルには 3 種類のパターンがあります。ブロックの先頭には B パターンが用い られ、それ以外のチャンネル 1 のプリアンブルには M パターンが用いられ、チャンネル 2 のプリアンブ ルは全て W パターンです。 プリアンブル チャンネルコーディング 先行シンボル：0 先行シンボル：1 B 11101000 00010111 M 11100010 00011101 W 11100100 00011011 注 ) SM5956A は 0 からスタートするため、先行シンボル 0 のプリアンブルしか使われません。 ○オーディオサンプルワードとオキジャリ オーディオサンプルワードはディジタル化されたオーディオ信号で 20bit で表されます。オキジャリは 補助情報やオーディオサンプルワードのワード長拡張用に用いられます。SM5956A のオーディオデータ は 16bit で構成されているため、4 ∼ 11 ビットは 0 が出力され、12 ∼ 27 ビットに LSB ファ―ストでオー ディオデータが出力されます。 SEIKO NPC CORPORATION —17 SM5956A ○バリディティフラグ バリディティフラグは伝送するオーディオサンプルワードが正しいときは 0 で、誤っているときは 1 が 出力されます。SM5956A では、ダイレクトミュート時に 1 が出力されます。 ○ユーザデータ ユーザデータは、本来ユーザの要求に応じていかなる使用方法も可能なビットですが、SM5956A では ユーザデータは、全て "0" になります。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 24 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 36 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 : : : : : : : : : : : : : 1164 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ○チャネルステータス チャネルステータスは、オーディオサンプルワード長、プリエンファシス、標本化周波数、タイムコー ド、ソース番号、ディスティネーションコードなどの情報を伝 送するビットです。SM5956A では、CP1, 2, LBIT, CNTL0 ∼ 3, CFS1, 2 の 9 ビットを設定することができます。カテゴリコードの 8 ∼ 15 ビットの 内 15 ビット目は、LBIT として設定できますが、8 ∼ 14 ビットについては、カテゴリコード設定フラグ CATGY0, 1 によって決定されます。(「○レジスタテーブル」参照 ) その他のビットについては固定です。 0 0 1 2 3 CNTL0 CNTL1 CNTL2 CNTL3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0 0 0 × × × × × 0 0 LBIT 0 0 0 0 CP1 CP2 0 0 16 0 0 0 0 L=1 R =1 CFS1 CFS2 32 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 48 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 96 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 112 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 128 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 144 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 160 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 176 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ○パリティビット パリティビットはインタフェースの故障による奇数個のエラーを検出できるように用意されたもので す。SM5956A では、ディジタルオーディオインタフェースの他の 27 ビットのデータの 1 の数が奇数なら ば 1 を出力し、偶数ならば 0 を出力し、28 ビットのデータの 1 の数が偶数になるようにコントロールし ています。 SEIKO NPC CORPORATION —18 SM5956A ●サンプルレート変換 入力と出力のサンプルレートの変換比は、0.45 倍∼ 4.41 倍 (SCKSLN = L, 512fso動作時 ) あるいは 0.225 倍 ∼ 4.41 倍 (SCKSLN = H, 768fso 動作時 ) の任意の変換レートで動作が可能です。入力側のサンプリングレー ト (fsi) は、10kHz ∼ 200kHz に対応しており、出力側のサンプルレート (fso) は、30kHz ∼ 50kHz に対応して います。ただし、システムクロック周波数の制限から fsi = 44.1kHz, fso = 192kHz といった変換はできません。 ○変換性能 内部データ語長：20 ビット ディエンファシスフィルタ特性の理想フィルタ特性からの偏差：ゲイン特性 ± 0.03dB アンチエイリアジングフィルタ特性：通過帯域リップル ± 0.0001dB 阻止帯域減衰量 > 98dB 変換に際して付加されるノイズ量 • 内部演算ノイズ：−96dB 以下 • 出力丸めノイズ：16 ビット出力時 −98dB 20 ビット出力時 −122dB 24 ビット出力時 −146dB 総合出力理論 S/N 入力信号ビット数 出力信号ビット数 16 ビット 20 ビット 24 ビット 16 ビット −92.3dB −94.0dB −94.0dB 20 ビット −94.0dB −96.0dB −96.0dB 24 ビット −94.1dB −96.1dB −96.2dB ○アンチエリアジングフィルタ特性 Attenuation [dB] 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120 0 0.1 0.2 0.3 Frequency [× fsi] 0.4 0.5 0.6 アンチエリアジングフィルタ周波数特性 SEIKO NPC CORPORATION —19 SM5956A ●ディエンファシス (DEEMN 端子 ) 本来のディエンファシスフィルタはアナログ回路構成で規定されています。このゲイン、位相特性を忠実 に再現するためディジタルディエンファシスフィルタは IIR 構成とされています。なお、フィルタ係数は、 FS0 端子および FS1 端子の設定により fs = 44.1kHz, 48.0kHz, 32.0kHzの 3種類の fsi 周波数に対応しています。 ○ディエンファシスの ON/OFF DEEMN 端子 = L：ディエンファシス ON DEEMN 端子 = H：ディエンファシス OFF ○ディエンファシスフィルタ係数選択 FS0, FS1 端子設定によりディエンファシスフィルタの選択を行います。 fsi FS0 FS1 44.1kHz L L 44.1kHz H L 48.0kHz L H 32.0kHz H H ○ディエンファシスフィルタ特性 0.0 Attenuation [dB] -2.0 -4.0 -6.0 -8.0 44.1kHz 48kHz 32kHz -10.0 -12.0 10 100 1000 Frequency [Hz] 10000 100000 ディエンファシスフィルタ周波数特性 Phase characteristics θ [degree] 0 32kHz 44.1kHz 48kHz -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 10 100 1000 10000 100000 Frequency [Hz] ディエンファシスフィルタ位相特性 SEIKO NPC CORPORATION —20 SM5956A ●群遅延時間 tINPUT ：シリアル入力データ (fsi レート ) の取り込み終了タイミング (LRCI クロックの立ち上がり ) tOUTPUT：シリアル出力データ (fso レート ) の出力開始タイミング (LRCO クロックの立ち上がり ) Cratio ：サンプルレート変換比 (fsi/fso) としたとき、 tOUTPUT − tINPUT = ( (51.791 × Cratio + 41.557) ± 36)/fso (at SCKSLN = H, 768fso 動作時 ) tOUTPUT − tINPUT = ( (51.122 × Cratio + 38.647) ± 36)/fso (at SCKSLN = L, 512fso 動作時 ) となります。 1/fsi Serial data input t OUTPUT − t INPUT t INPUT 1/fso Serial data output t OUTPUT Data waveform image t OUTPUT − t INPUT t INPUT t OUTPUT ●応答時間 変換レート検出部において検出されるサンプルレート変換比は、その算出にある程度の時間を必要としま す。SM5956A に供給される入力側サンプリング周波数 (fsi：LRCI を使用 ) と出力側サンプリング周波数 (fso： SCK を基準として計算 ) が十分に安定しているという前提で、リセット解除後にサンプルレート変換比が 16bit 精度で求まるまでに必要とされる時間を必要最小応答時間として定義したとき、 応答時間 = 28140/fso (638ms at fso = 44.1kHz) となります。以下によく使用される変換比の場合の応答時間 ( シミュレーション ) を示します。 応答時間 [ms] 入力周波数 fsi [kHz] 出力周波数 fso [kHz] SCKSLN = L SCKSLN = H 32 44.1 594 285 32 48 557 263 44.1 32 822 406 44.1 48 473 228 48 32 799 403 48 44.1 478 302 32 32 447 395 44.1 44.1 325 287 48 48 298 264 SEIKO NPC CORPORATION —21 SM5956A ■タイミングチャート ●入力タイミング (LRCI, BCKI, DIA, DIB, DIC 端子 ) LRCI (fsi) Lch Rch BCKI (64fsi) DIA, DIB, DIC 1 2 15 16 1 2 15 16 図 1：16 ビット MSB ファースト後詰め (IMOD1 = H, IMOD0 = H, IWL1 = L, IWL0 = L) BCKI は 32fsi ∼ 64fsi に対応します。 LRCI (fsi) Lch Rch BCKI (64fsi) DIA, DIB, DIC 1 2 19 20 1 2 19 20 図 2：20 ビット MSB ファースト後詰め (IMOD1 = H, IMOD0 = H, IWL0 = L, IWL0 = H) BCKI は 40fsi ∼ 64fsi に対応します。 LRCI (fsi) Lch Rch BCKI (64fsi) DIA, DIB, DIC 1 2 23 24 1 2 23 24 図 3：24 ビット MSB ファースト後詰め (IMOD1 = H, IMOD0 = H, IWL1 = H, IWL0 = H) BCKI は 48fsi ∼ 64fsi に対応します。 LRCI (fsi) Lch Rch BCKI (64fsi) DIA, DIB, DIC 1 2 15 16 1 2 15 16 図 4：16 ビット MSB ファースト前詰め (IMOD1 = L, IMOD0 = H, IWL1 = L, IWL0 = L) BCKI は 32fsi ∼ 64fsi に対応します。 LRCI (fsi) Lch Rch BCKI (64fsi) DIA, DIB, DIC 1 2 19 20 1 2 19 20 図 5：20 ビット MSB ファースト前詰め (IMOD1 = L, IMOD0 = H, IWL1 = L, IWL0 = H) BCKI は 40fsi ∼ 64fsi に対応します。 SEIKO NPC CORPORATION —22 SM5956A LRCI (fsi) Lch Rch BCKI (64fsi) DIA, DIB, DIC 1 2 23 24 1 2 23 24 図 6：24 ビット MSB ファースト前詰め (IMOD1 = L, IMOD0 = H, IWL1 = H, IWL0 = H) BCKI は 48fsi ∼ 64fsi に対応します。 LRCI (fsi) Lch Rch BCKI (64fsi) DIA, DIB, DIC 1 2 15 16 1 2 15 16 図 7：16 ビット IIS (IMOD1 = L, IMOD0 = L, IWL1 = L, IWL0 = L) BCKI は 64fsi のみに対応します。 LRCI (fsi) Lch Rch BCKI (64fsi) DIA, DIB, DIC 1 2 19 20 1 2 19 20 図 8：20 ビット IIS (IMOD1 = L, IMOD0 = L, IWL1 = L, IWL0 = H) BCKI は 64fsi のみに対応します。 LRCI (fsi) Lch Rch BCKI (64fsi) DIA, DIB, DIC 1 2 23 24 1 2 23 24 図 9：24 ビット IIS (IMOD1 = L, IMOD0 = L, IWL1 = H, IWL0 = H) BCKI は 64fsi のみに対応します。 SEIKO NPC CORPORATION —23 SM5956A ●出力タイミング (LRCO, BCKO, DOA, DOB, DOC 端子 ) LRCO (fso) Lch Rch BCKO (64fso) DOA, DOB, DOC 1 2 15 16 1 2 15 16 図 10：16 ビット MSB ファースト後詰め (OMOD1 = H, OMOD0 = H, OWL1 = L, OWL0 = L) BCKO は 48fso (SCKSLN = H), 64fso (SCKSLN = L, 上図 ) のみに対応します。 Lch LRCO (fso) Rch BCKO (64fso) DOA, DOB, DOC 1 2 19 20 1 2 19 20 図 11：20 ビット MSB ファースト後詰め (OMOD1 = H, OMOD0 = H, OWL1 = L, OWL0 = H) BCKO は 48fso (SCKSLN = H), 64fso (SCKSLN = L, 上図 ) のみに対応します。 Lch LRCO (fso) Rch BCKO (64fso) DOA, DOB, DOC 1 2 23 24 1 2 23 24 図 12：24 ビット MSB ファースト後詰め (OMOD1 = H, OMOD0 = H, OWL1 = H, OWL0 = H) BCKO は 48fso (SCKSLN = H), 64fso (SCKSLN = L, 上図 ) のみに対応します。 Lch LRCO (fso) Rch BCKO (64fso) DOA, DOB, DOC 1 2 15 16 1 2 15 16 図 13：16 ビット MSB ファースト前詰め (OMOD1 = L, OMOD0 = H, OWL1 = L, OWL0 = L) BCKO は 48fso (SCKSLN = H), 64fso (SCKSLN = L, 上図 ) のみに対応します。 Lch LRCO (fso) Rch BCKO (64fso) DOA, DOB, DOC 1 2 19 20 1 2 19 20 図 14：20 ビット MSB ファースト前詰め (OMOD1 = L, OMOD0 = H, OWL1 = L, OWL0 = H) BCKO は 48fso (SCKSLN = H), 64fso (SCKSLN = L, 上図 ) のみに対応します。 SEIKO NPC CORPORATION —24 SM5956A Lch LRCO (fso) Rch BCKO (64fso) DOA, DOB, DOC 1 2 23 24 1 2 23 24 図 15：24 ビット MSB ファースト前詰め (OMOD1 = L, OMOD0 = H, OWL1 = H, OWL0 = H) BCKO は 48fso (SCKSLN = H), 64fso (SCKSLN = L, 上図 ) のみに対応します。 Lch LRCO (fso) Rch BCKO (64fso) DOA, DOB, DOC 1 2 15 16 1 2 15 16 図 16：16 ビット IIS (OMOD1 = L, OMOD0 = L, OWL1 = L, OWL0 = L) BCKO は 48fso (SCKSLN = H), 64fso (SCKSLN = L, 上図 ) のみに対応します。 Lch LRCO (fso) Rch BCKO (64fso) DOA, DOB, DOC 1 2 19 20 1 2 19 20 図 17：20 ビット IIS (OMOD1 = L, OMOD0 = L, OWL1 = L, OWL0 = H) BCKO は 48fso (SCKSLN = H), 64fso (SCKSLN = L, 上図 ) のみに対応します。 Lch LRCO (fso) Rch BCKO (64fso) DOA, DOB, DOC 1 2 23 24 1 2 23 24 図 18：24 ビット IIS (OMOD1 = L, OMOD0 = L, OWL1 = H, OWL0 = H) BCKO は 48fso (SCKSLN = H), 64fso (SCKSLN = L, 上図 ) のみに対応します。 SEIKO NPC CORPORATION —25 SM5956A ■応用回路例 ●入力インターフェース接続例 ディジタルオーディオインターフェースレシーバ (DIR：CS8414) との接続例 FSYNC LRCI SCK BCKI DIA SDATA 5V DEEMN Cc/F0 IMOD0 5V DIR CS8414 SEL IMOD1 SM5956AF CS12/FCK TEST0 M3 TEST1 M2 C U CBL TEST2 M1 IWL0 M0 IWL1 TEST3 FS0 FS1 TEST4 MCU ●出力インターフェース接続例 MOST インターフェーストランシーバ (OS8104) との接続例 24.576MHz (512fso) SCK LRCO FSY BCKO SCK-SRC FL SR0-D3 DOA 5V MOST OS8104 SM5956AF OMOD0 5V OMOD1 /RD THROUN /WR TEST0 RMCK PAR CP TEST1 SLAVEN TEST2 OWL0 ASYNC TEST3 OWL1 PAD0 TEST4 SCKSLN PAD1 PAR SRC SEIKO NPC CORPORATION —26 SM5956A ※このカタログに記載されている製品のご使用に際しては、次の点にご注意くださいますようお願い申し上げます。 1. このカタログに記載されている製品は、 その故障または誤作動が直接人命に関わる製品に使用されることを意図しておりません。 このような使用をご検討の場合には、 必ず事前に当社営業部までご相談ください。 なお、 事前の ご相談なく使用され、そのことに よって発生した損害 等については、当社では一切責 任を負いかねますの でご了承 ください。 2. このカタログに記載されている内容は、 特性、信頼性等の改善のため予告なしに変更されることがありますので予めご了承ください。 3. このカタログに記載されている内容は、第三者の知的財産権その他の権利を侵害していないことを保証するものではありません。 したがって、 その使用に起因する第三者の権利に対する侵害について当社は責任を負いかねますのでご了承ください。 4. このカタログに記載されている回路等の定数は一例を示すものであり、 量産に際しての設計を保証するものではありません。 5. このカタログに記載 されている製品の全 部または一部が、外国為替及び外国 貿易法その他の関係 法令に定める物資に 該当する 場合は、 それ らの法令に基づく輸 出の承認、 許 可が必要になります ので、 お客様 の方でその申請手 続きをお取りくださ るようお 願いいたします。 セ イ コ ー Ｎ Ｐ Ｃ 株 式 会 社 本社・東京営業所 〒 1040032 東京都中央区八丁堀 199 TEL 0355416501 FAX 0355416510 那須塩原事業所 〒 3292811 栃木県那須塩原市下田野 5311 TEL 0287353111( 代 ) FAX 0287353120 関 西 営 業 所 〒 5500004 大阪市西区靭本町 232 大鰹・住友生命なにわ筋本町ビル 8F TEL 0664446631( 代 ) FAX 0664446680 http://www.npc.co.jp/ Email: [email protected] NC0412D 2006.04 SEIKO NPC CORPORATION —27