ASAHI KASEI [AK2510] AK2510 ハンズフリー用 Voice Switch LSI ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 特長 3.3V,5.0V動作 PCMインターフェース: PCMモード(SF/LFは自動判定), 16bitリニアモード, AK130 B1/B2モード A/μ-Law切り替え可能 BCLK: 512kHz、2.048MHz対応 CPUシリアルインターフェース 外部回路不要 低消費電力 16pin TSSOPパッケージ：AK2510VT 機能概要 PCMデータバス上に入れるだけで、簡単にVoice Switch機能を付加することが出来ます。 AK2510は弊社電話機用多機能CODEC（AK2307/LV,AK2308LV ）と簡単に接続できます。 弊社トランシーバーであるAK130と簡単に接続する事ができます。 AK2510は送話、受話の音声データから内部状態を自動的に切り替え、通話者に違和感を感じさせることの ない、ハンズフリー機能を実現します。 バックグラウンドノイズレベルを自動的に検知します。 CPUインターフェースからレジスタにアクセス出来ますので、外部回路の調整無しにVoice Switchパラ メーターを簡単に、システムにあわせたセッティングに変えることが出来ます。 ブロック図 FS BCLK RX digital volume RIN TOUT Voice Switch Core PCM interface ROUT TIN PCM interface TX digital volume CSN SCLK DATA ブロック説明 構成回路 1)PCM I/F部 2) CPU I/F部 3) 送信パス部 4) 受信パス部 5)Voice Switch部 AKM CPU interface 機能 PCMによるインターフェースを実現します。 G.711 G.712準拠のPCMデータに対応しています。 受信、送信部の各種パスの切り替え、ボリューム等をシリアルのインターフェ ースを介して外部CPUからの書き込み、読み出しが出来ます。 送話音量調整の為-16～+15dBのデジタルボリュームを備えています。 受話音量調整の為-16～+15dBのデジタルボリュームを備えています。 ハンズフリー機能を実現します。 -1- AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] Voice Switch コアブロック図 RIN ROUT RX_ATT NLD CONTROLLER FS BCLK NLD TOUT TIN TX_ATT CSN SCLK CPU I/F DATA RST ブロック説明 構成回路 CONTROLLER RX_ATT TX_ATT NLD CPU I/F RST 機能 送受話音声から、TX/RX_ATTの状態を決定します。 受話側に挿入されるアッテネーターです。 送話側に挿入されるアッテネーターです。 ノイズレベルを感知し、自動的にパラメーターの補正を行います。 Voice Switch のパラメーターを設定する為のレジスタにアクセス出来ます。 内部レジスタを初期化します。 動作概略 TX_Voice RX_Voice 0dB TX_ATT_gain 0dB RX_ATT_gain ・TX（送話）音声が有る場合は、TX_ATTを0dBに遷移させ、RX_ATTのゲインを落とします。 ・RX（受話）音声が有る場合は、RX_ATTを0dBに遷移させ、TX_ATTのゲインを落とします。 AKM -2- AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] ピン配置 BCLK FS RIN TIN ROUT TOUT 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 VDD 7 VSS 8 RST TEST1 CSN SCLK TEST2 DATA TXON RXON ピン属性及び入出力条件 ・タイプの詳細 IN ：インプット OUT ：アウトプット I/O ：インプット/トライステートアウトプット TOUT ：トライステートアウトプット PWR ：電源・グランド 最大容量負荷 端子機能 ピン番号 ピン名称 タイプ 11 DATA I/O ・内部状態出力／外部データ入力端子 50pF 13 ・シフトクロック入力端子 SCLK IN 14 ・内部状態設定用チップセレクト端子 CSN IN 4 ・PCM符号入力端子（FSに同期した入力。） TIN IN 6 ・PCM符号出力端子（FSに同期した出力。送 信データが存在する期間以外は、ハイインピ 50pF TOUT TOUT ーダンスとなります。） 3 ・PCM符号入力端子（FSに同期した入力。） RIN IN 5 ・PCM符号出力端子（FSに同期した出力。受 信データが存在する期間以外は、ハイインピ 50pF ROUT TOUT ーダンスとなります。） 1 ・PCM data搬送クロック入力端子 BCLK IN 2 ・PCMデータ入出力タイミング制御信号入力端 子。（BCLKと同期した8kHzの信号入力。常 FS IN 時入力してください。） 10 TXON OUT ・内部状態モニタ端子 50pF 9 RXON OUT ・内部状態モニタ端子 50pF 16 ・リセット端子（L入力時リセット。） RST IN 15 ・テスト端子（L固定） TEST1 IN 12 ・テスト端子（L固定） TEST2 IN 8 VSS PWR ・電源端子：0V 7 VDD PWR ・電源端子：5.0V/3.3V AKM -3- AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] レジスタマップ Add (Hex) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F AKM D7 D6 D5 - - - - D4 D3 D2 D1 D0 TX Digital Volume RX Digital Volume Total gain TX rise time RX rise time - TX side TX attenuator TX fall RX fall Throug h - A/u-la w - PCM Mute - - - - - - - - - -4- gain RX attenuator time time On/off On/off TX/RX mode - - Function Transmit volume control Receive volume control Voice detect parameter Attenuator gain setting Attenuator speed Transmit monitor time Receive monitor time Transmit NLD setting Receive NLD setting Miscellaneous functions NLD functions VS mode select TX Voice path parameter RX Voice path parameter TEST Register AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] 絶対最大定格 表記 MIN MAX 単位 電源電圧 VDD -0.3 6.5 V VSS電圧 VSS 0 0 V デジタル端子印加電圧 VTD -0.3 VDD+0.3 V 入力電流 IIN -10 10 mA 保存温度 Tstg -55 125 ℃ 項目 備考 基準電位 （注）この値を超えた条件で使用した場合、デバイスを破壊することがあります。 また通常の動作は保証されません 推奨動作条件 MIN 項目 表記 VDD 3.0 電源電圧1 VDD 4.5 電源電圧2 Ta -10 動作温度 （注）電圧は全て接地端子基準：VSS=0V AKM TYP 3.3 5.0 - -5- MAX 3.6 5.5 70 単位 V V ℃ AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] 電気的特性 ■DC特性 特記のない限り、規格値はVDD=+3.3V±0.3V、Ta=-10～+70℃、FS=8kHzにおいて保証されます。 MIN TYP MAX 項目 ピン名 表記 条件 単位 消費電流1（注） VDD=3.3V±0.3V 消費電流2（注） VDD=5.0V±10% 消費電流3（注） VDD=3.3V±0.3V 消費電流4（注） VDD=5.0V±10% 入力ﾚﾍﾞﾙ - IDD BCLK=2.048MHz - 0.7 1.1 mA - IDD BCLK=2.048MHz - 1.2 1.8 mA - IDD BCLK=512kHz - 0.18 - mA - IDD BCLK=512kHz - 0.3 - mA IN,I/O VIL Lﾚﾍﾞﾙ入力 - - V VIH Hﾚﾍﾞﾙ入力 - VOL VOH ILL ILT IOL=400μA IOH=-400μA ﾄﾗｲｽﾃｰﾄ時 0.75× VDD VDD-0.5 -10 -10 0.3× VDD - - 0.4 10 10 V V μA μA 出力電圧 I/O TROUT 入力ﾘｰｸ電流 出力ﾘｰｸ電流 IN, I/O TROUT V （注）SCLK停止。BCLKは2.048MHz時、出力端子は全て無負荷。TIN,RINより1020Hz 0dBm0 Sin波形入 力。レジスタ設定条件は、PCM1=L、PCM0=L、各デジタルボリュームは、0dB設定とする。 AKM -6- AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] ■AC特性 ※ 特記なき場合、Ta=-10℃～+70℃においての定義となります。全てのタイミングパラメータはDC特性の規 定ポイントにて測定されます。 PCMインターフェース 通常モード（Long Frame ,Short Frame）、リニアモード時 項目 FS周期 クロック周期1 クロック周期2 パルス幅 立上り・下がり時 間 出力遅延 セットアップ時間 ホールド時間 ピン名 FS BCLK BCLK BCLK FS, BCLK TIN/RIN TOUT ROUT TOUT ROUT FS 表記 FFS FBCLK FBCLK WP TD 条件 - MIN 100 - TYP 8 512 2048 - MAX 40 単位 kHz kHz kHz ns ns TDX1* 負荷50pF時 - - 150 ns TDX2* 負荷50pF時 10 - 150 ns TFSS - 100 - - ns TIN/RIN TDRS - 100 - - ns FS TFSH - 100 - - ns TIN/RIN TDRH - 100 - - ns AK130 B1ch,AK130 B2chモード時 項目 FS周期 クロック周期 パルス幅 立上り・下がり時 間 出力遅延 セットアップ時間 ホールド時間 ピン名 FS BCLK BCLK FS, BCLK, TIN/RIN TOUT, ROUT TOUT, ROUT FS 表記 FFS FBCLK WP TD 条件 - MIN - TYP 8 MAX - - 2048 244 - - - 40 単位 kHz kHz ns ns TDX1* 負荷50pF時 - - 150 ns TDX2* 負荷50pF時 10 - 150 ns TFSS - 100 - - ns TIN/RIN TDRS - 100 - - ns FS TFSH - 100 - - ns TIN/RIN TDRH - 100 - - ns ＊TDX1,2: FSもしくは、BCLKの遅いほうの立ち上がりを起点とする。 AKM -7- AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] PCMモード（Short Frame）、リニアモード FFS TFSH TFSH TFSS TFSS FS WP WP BCLK FBCLK TDX TOUT/ ROUT TDX2 TDX TDRH TDRS TIN/ RIN PCMモード（Long Frame） FFS FWLFS TFSH TFSS TFSH FS BCLK TDX TDX TOUT/ ROUT TDRS TIN/ RIN TDX2 TDX TDRH AK130 B1ch、AK130 B2chモード FFS TFSH TFSS TFSH TFSS FS WP WP BCLK FBCLK TOUT/ ROUT TIN/ RIN AKM TD X TDX TDRS -8- TDX2 TDRH AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] CPUインターフェース 項目 パルス幅 立上り・下がり時 間 出力遅延 ピン名 SCLK CSN, SCLK 表記 WPS TD 条件 - MIN 80 - TYP - MAX 40 単位 ns ns DATA DATA TDA TDA2 負荷50pF時 負荷50pF時 - - 150 150 ns ns セットアップ時間 ホールド時間 CSN TCSS - 80 - - ns DATA TDAS - 80 - - ns CSN TCSH - 80 - - ns DATA TDAH - 80 - - ns (注)使用可能な最高クロック周波数は、1/(2*(WPS+TD))となります。duty=50%の時、4.16MHz、 duty=40%,60%のとき、3.57MHzとなります。 ライトサイクル TCSH TCSH TCSS TCSS CSN WPS WPS SCLK TDAS TDAH DATA リードサイクル TCSH TCSS CSN WPS TDA2 WPS SCLK TDA TDAS TDA TDA TDAH DATA 制御コード、アドレス ライト期間 AKM データリード期間 -9- AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] PCMインターフェース AK2510 は以下の 4 つの PCM インターフェースをサポートしています。これらは内部レジスタの設定によって 選択することが出来ます。 ・PCM モード（Long Frame/Short Frame は自動判定） ・16bit リニアモード ・AK130 B1 モード ・AK130 B2 モード PCMデータは端子T/ROUTおよびT/RINから入出力されます。いずれの端子もデータはMSBファーストで入 出力されます。PCMモードでのデータレートは512kHz、または2.048MHzのいずれかを入力することで、動 作します。AK130モードB1、B2は弊社ピンポン伝送用LSIのAK130を接続することを前提としたモードで す。B1/B2の2つのモードはAK130のB1/B2チャネルのいずれかを用いるかで選択します。 16bit リニアモードはPCM CODEC内部の14bit精度PCM リニアデータを16bit フォーマットで出力するモ ードです。この時の搬送クロックBCLKも512kHz、もしくは2.048MHzのいずれかを入力することで動作し ます。 AKM - 10 - AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] ＊PCM フォーマットモード PCM フォーマットモードでは、Long Frame と Short Frame の両フォーマットをサポートします。LF/SF の判定は、AK2510 に入力された FS 信号から LSI が自動的に判定します。 ◆ LF/SF の判定法 AK2510は入力されたFSの”H”期間によりLong FrameかShort Frameかを自動的に判断します。 FS=”H”の期間 フレーム構成 BCLKの2周期以上 LF BCLKの1周期 SF ◆インタフェースタイミング PCMデータは、フレーム同期信号FSに同期して、1フレーム区間(125μs)毎に8ビットのデータが T/ROUT,T/RIN端子より入出力されます。詳しくは後述のタイミング図を参照下さい。 ◆フレーム同期信号（Frame Sync：FS） 8kHzの基準入力信号です。1フレーム(125μs毎)に8ビットのPCMデータが入出力されます。BCLKと同期し ていることが必要です。FSはPLLの入力となり、これをもとに内部の動作クロックが生成されます。 ◆BCLK PCMデータレートを定めます。512kHzもしくは2.048MHzのレートに対応できます。 LongFrame FS BCLK DX DR Don’t care 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 Hi-Z 8 Don’t care ShortFrame FS BCLK DX DR AKM Don’t care 8 8 - 11 - Hi-Z Don’t care AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] ＊AK130 モード このモードは、弊社 PBX 用途トランシーバ LSI の AK130 と直接インターフェース出来るモードです。 AK130 の B1 ch と B2 ch の２つの PCM データのうちどちらかを使うかにより、それぞれに対応したモード を選択して下さい。 1) AK130_B1 モード AK130 の B1 ch とインターフェースするモードです。 FSはAK130から出力される8kHzの基準入力信号です。1フレーム（125μs毎）に8ビットのPCMデータが入 出力されます。FSはPLLの入力となり、これをもとに内部の動作クロックが生成されます。 BCLKはAK130から出力されるクロックで2.048MHzとなります。 AK130 B1モード 244ns 125μs(8kHz) FS BCLK 16CLK Hi-Z DX DR 8CLK * * * * * MSB First 1 2 7 MSB First 1 2 7 Hi-Z 8 8 * * * 注）*：Don't care 2) AK130_B2 モード AK130 の B2 ch とインターフェースするモードです。 FSはAK130から出力される8kHzの基準入力信号です。1フレーム（125μs毎）に8ビットのPCMデータが入 出力されます。FSはPLLの入力となり、これをもとに内部の動作クロックが生成されます。 BCLKはAK130から出力されるクロックで2.048MHzとなります。 AK130 B2モード 244ns 125μs(8kHz) FS BCLK 24CLK Hi-Z DX DR 8CLK * * * * * MSB First 1 2 7 MSB First 1 2 7 Hi-Z 8 8 * * * 注）*：Don't care AKM - 12 - AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] ＊16bit リニアモード このモードでは、16bit MSB ファーストでインターフェースするモードです。 データフォーマットは 2’s Compliment です。 ただし、内部コーデックは符号付2進数14bitで動作しているため下位2bitの出力は、”L”固定となります。 FSは8kHzの基準入力信号です。1フレーム（125μs毎）に8ビットのPCMデータが入出力されます。BCLK と同期していることが必要です。FSはPLLの入力となり、これをもとに内部の動作クロックが生成されます。 BCLKの周波数範囲は512kHzまたは、2.048MHzです。 リニアインターフェース時 125μs(8kHz) FS BCLK AKM DX Hi-Z MSB First 1 2 3 12 13 14 DR * MSB First 1 2 3 12 13 14 Hi-Z * - 13 - * * Hi-Z * 1 1 AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] CPUインターフェース AK2510はシリアルインターフェースを介して内部レジスターにデータに書き込むことにより、各種機能を選 択することが出来ます。シリアルインターフェースはSCLK,DATA,CSNの3端子を持ち、内部レジスタ設定 用データの書き込み／読み出しを行うことが出来ます。 1ワードは16ビットで構成で、MSB側から3ビットが制御コードで、書き込み／読み出しを指定します。 次の4ビットは内部レジスタのアドレスを指定します。LSB側8ビットがレジスタに設定するデータです。 B15 B14 B13 B12 B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 I2 I1 I0 A3 A2 A1 A0 * D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 制御コード (3bit) アドレス (4bit) 内部レジスタ設定用データ (8bit) * *）データ読み出し時のI/O切替タイミング調整用 Dummy Bitです。 ◆制御コード I2 I1 I0 動作内容 1 1 0 読み出し 1 1 1 書き込み その他のコード 読み出し／書き込み動作は実行されません。 ◆ SCLKとデータ書き込み／読み出し動作 ① ② ③ DATA端子への入力データは、SCLKの立ち上がりで内部シフトレジスタに取り込まれます。 SCLKの立ち上がりエッジは、CSNの立ち下がり以降の入力エッジからカウントされます。 CSN="L"の時、16パルス以上のSCLK入力に対し、以下の動作が行われます。 【書き込み】SCLK の16パルス目の立ち上がりで、データは内部レジスタにロードされます。 【読み出し】SCLK の16パルス目の立ち下がりで、DATA端子は入力端子に切り替わります。 ◆CSNとデータ書き込みキャンセル／データ読み出し期間 ① SCLK の16パルス目の立ち上がりより前にCSNを立ち上げると、書き込みはキャンセルされます｡ ② SCLK の16パルス目の立ち下がりより前にCSNを立ち上げると、その時点で読み出しは中止されま す｡ ◆連続したデータ書き込み／読み出し動作 （連続アクセス） 連続アクセス動作を行う際には、CSNを再度立ち上げる必要はありません。 AKM - 14 - AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] ◆データ書き込みタイミング 連続SCLK使用時 連続する16bitのDATAとＳＣＬＫでアクセスする方法です SCLK16 パルス以降なら、 どこで立ち上げてもよい CSN CSN=H 区間中は SCLK が入っても Don’t care SCLK DATA 1 Z 1 2 3 1 1 4 0 0 6 0 7 0 9 8 D7 * 16 1 Z D0 2 1 3 1 8 4 1 9 D7 15 16 Z D1 D0 書き込みデータ 書き込み 命令 アドレス”0000” SCLK 16 パルス目 への書き込み の 立 ち 上が り で書 データ き込み実行 アドレス ”0000” 書き込み 命令 SCLK一時停止時 5 DATAとＳＣＬＫを何回かに分けて書き込む方法です SCLKを一度”H”または”L”で停止しても、再度ＳＣＬＫの入力を開始すれば、先のデータに続けて書き込み を行うことができます。SCLKを停止する位置は任意です。 SCLK16 パルス以降なら、 どこで立ち上げてもよい CSN SCLK DATA 1 Z 1 2 1 3 1 4 0 5 0 6 0 7 0 8 9 D7 * Z D0 アドレス”0000” への書き込み データ アドレス ”0000” 書き込み 命令 16 SCLK 16 パルス目 の 立 ち 上が り で 書 き込み実行 書き込みキャンセル SCLK16 パルス目の立ち上がりより 手前で CSN が”H”となった場合 CSN SCLK DATA 1 Z 1 2 1 3 1 4 0 5 0 6 0 7 0 8 D7 * 16 Z D0 アドレス”0000” への書き込み データ アドレス ”0000” 書き込み 命令 9 書き込みは 実行されません DATA 端子：入力状態 (Hi-Z) Z CSNを”L”のまま続けてアクセスした場合です 連続アクセス CSN SCLK DATA 1 Z 1 2 1 書き込み 命令 3 1 4 0 5 0 6 0 アドレス ”0000” 7 0 8 9 D7 * 16 Z D0 書き込みデータ 1 2 1 書き込み 命令 書き込みは 実行されます AKM 1 - 15 - 3 1 4 1 8 9 D7 15 16 D1 D0 Z 書き込みデータ 書き込みは 実行されます AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] ◆データ読み出しタイミング 連続SCLK使用時 連続する16bitのDATAとＳＣＬＫでアクセスする方法です SCLK16 パルス以降なら、 どこで立ち上げてもよい CNS=H 区間中に SCLK が入っても Don’t Care CSN SCLK DATA 1 Z 1 2 3 1 0 4 5 A3 A2 読み出し 命令 6 7 A1 A0 8 Z 9 D7 16 1 Z D0 3 1 8 4 0 9 15 16 D1 D0 D7 Z 読み出しデータ 読み出し 命令 データ読み出し期間 次のうち、どちらか早いエッジまで CSN の立ち上がり or SCLK 16 パルス目の立ち下がり SCLK 8 パルス目の立ち下がりから読み出し開始 SCLK一時停止時 1 読み出しデータ アドレス 2 DATAとＳＣＬＫを何回かに分けて読み出す方法です SCLKを一度”H”または”L”で停止しても、再度ＳＣＬＫの入力を開始すれば、先のデータに続けて読み出し を行うことができます。SCLKを停止する位置は任意です。 SCLK16 パルス以降なら、 どこで立ち上げてもよい CSN SCLK DATA 1 Z 1 2 1 3 0 4 5 A3 A2 読み出し 命令 6 7 A1 A0 8 9 16 Z D0 D7 Z アドレス”0000”から の読み出しデータ アドレス SCLK 8 パルス目の立ち下がりから読み出し開始 CSNを”L”のまま続けてアクセスした場合です 連続アクセス CSN SCLK DATA 1 Z 1 2 1 読み出し 命令 3 0 4 0 5 0 6 0 アドレス ”0000” 7 0 8 Z 9 D7 16 Z D0 読み出しデータ 1 2 1 3 0 4 8 9 15 16 Z 読み出し 命令 読み出しは 実行されます AKM 1 - 16 - 読み出しが 実行されます AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] ★注意 制御コードの不一致 CSN SCLK DATA Z 1 2 I2 I1 3 4 I0 A3 5 6 A2 A1 A0 制御コード以外の命令 アドレス 0bb 10b (b=0 or 1) AKM 7 8 9 16 Z 書き込み／読み出し は実行されません - 17 - Z DATA 端子：入力状態 (Hi-Z) AK2510-J-00 ASAHI KASEI [AK2510] パッケージ TSSOP 9 1 8 6.4±0.2 4.4±0.1 16 0.17±0.05 5.00±0.08 0.13 M 0゜～10゜ 0.22±0.08 0.10 0.07＋0.03 ‐0.04 1.07＋0.03 ‐0.07 1.00±0.05 0.65 AKM 0.5±0.2 16pin - 18 - AK2510-J-00