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XMSRC4392-VC1

4通道192KHz ASRC及768KHz SSRC音频采样率转换器集成S/PDIF收发及2路I2S主从接口

1、简介

1.1 产品描述

XMSRC4392是一款高性能四通道异步音频采样率转换器,采用XMOS高性能芯片,专为专业音频应用设计。相比SRC4392的两路SRC解决方案,本产品提供双倍的处理能力,同时在成本和性能方面实现了显著优化。

  • 产品集成了两个独立的SRC模块(SRC_A和SRC_B),每个模块可处理两路音频信号,支持高达768KHz的超高采样率,为各种数字音频系统提供卓越的灵活性和高性能音频采样率转换。
  • 支持SSRC 44.1KHz-768KHz间采样率转换,ASRC 44.1KHz-192KHz间采样率转换,支持16bit/24bit/32bit音频数据处理。
  • 产品具备出色的音频性能指标,SSRC和ASRC的THD+N (@1kHz, 0dBFs)均小于等于-130dB,为音频设备制造商提供专业级的音频处理解决方案。

1.2 产品特性

  • 四通道SRC音频采样率转换


    • 双SRC模块架构(SRC_A + SRC_B)
      • 每个模块处理2路音频信号
      • 可独立配置输入源
      • 总共可同时处理4通道音频采样率转换
    • 灵活的信号路由
      • 每个SRC模块可独立选择输入源
      • 支持多种工作模式组合
      • 不冲突即可自由配置
  • 超高采样率转换支持


    • SSRC (同步采样率转换)
      • 支持44.1KHz-768KHz间采样率转换
      • 高达768KHz超高采样率支持
    • ASRC (异步采样率转换)
      • 支持44.1KHz-192KHz间采样率转换
      • 无需外部时钟参考
    • 音频数据处理
      • 支持16bit/24bit/32bit音频数据处理
      • 高精度数字信号处理
  • 多接口支持


    • S/PDIF接口
      • 4个S/PDIF输入接口(4选1切换)
      • 2个S/PDIF输出接口(含环回输出)
      • 兼容AES3, IEC 60958, and EIAJ CP-1201标准
      • 仅支持44.1KHz~192KHz (ASRC模式)
    • I²S接口
      • 2个I²S接口(I²S_A和I²S_B)
      • 支持Master/Slave模式(可独立配置)
      • 灵活的主从模式切换
  • 高性能指标


    • SSRC:THD+N (@1kHz, 0dBFs) ≤ -130dB
    • ASRC:THD+N (@1kHz, 0dBFs) ≤ -130dB
    • 专业级音频性能表现
  • 灵活配置接口


    • I²C/UART配置接口
      • 支持I²C和UART双协议配置
    • 可配置参数
      • SRC模块输入源选择
      • I²S采样率配置
      • Master/Slave模式切换
      • S/PDIF输入源切换(4选1)
      • MCLK时钟配置(128fs/256fs/512fs/1024fs)
  • 智能时钟管理


    • 主时钟输出(MCLK_OUT)
      • 支持44.1KHz时钟域和48KHz时钟域
    • 时钟域限制
      • 双I²S Master模式下共享MCLK
      • 必须使用相同时钟域(44.1KHz或48KHz)
    • 静音指示
      • 采样率切换时自动静音
      • 配置切换时静音保护

1.3 应用场景

  • 专业录音棚


    多轨录音设备、音频工作站、调音台系统的高精度采样率转换需求

  • 广播电视


    广播设备、电视制作、直播系统中的音频信号实时处理

  • 数字音响


    功放设备、音频处理器、扬声器管理系统的信号优化

  • 汽车音响


    车载娱乐系统、高端音响、降噪系统的音频处理

  • 消费电子


    高端音响设备、家庭影院、专业音频接口产品

  • 工业应用


    测试设备、音频分析仪器、信号处理系统

1.4 产品功能框图

XMSRC4392框图
图1: XMSRC4392-VC1框图

1.5 订购信息

PRODUCT MODEL ORDERING NUMBER PACKAGE BODY SIZE (NOM) Hardware Model Comments
XMSRC4392-VC1 XMSRC4392-VC1 SMT LGA-52 13x13mm A316-Mini-V1 4通道采样率转换器,支持SSRC 768KHz/ASRC 192KHz,双SRC模块独立配置

2、模式及指标

2.1 支持的输入输出模式

XMSRC4392-VC1采用灵活的输入输出路由架构,支持多种音频处理模式。以下从数据流角度列出典型应用模式:

模式 输入接口 SRC处理 输出接口 说明
1 S/PDIF_IN SRC_A + SRC_B I²S_A_OUT + I²S_B_OUT 单路S/PDIF转I²S输出
2 I²S_A_IN SRC_A I²S_A_OUT + I²S_B_OUT 单路输入透传+转换双输出
3 I²S_A_IN + I²S_B_IN SRC_A + SRC_B I²S_A_OUT + I²S_B_OUT 双路交叉采样率转换
4 S/PDIF_IN + I²S_B_IN SRC_A + SRC_B I²S_A_OUT + S/PDIF_OUT S/PDIF与I²S双向转换
5 I²S_A_IN + I²S_B_IN SRC_A S/PDIF_OUT + I²S_B_OUT I²S转S/PDIF,另路透传

架构说明

  • 输入接口: S/PDIF_IN (4选1), I²S_A_DATA_IN, I²S_B_DATA_IN
  • 输出接口: S/PDIF_OUT, I²S_A_DATA_OUT, I²S_B_DATA_OUT
  • SRC模块: 2个独立SRC模块(SRC_A、SRC_B),可灵活配置输入源和输出目标
  • 透传模式: 数据可不经SRC直接从输入到输出(采样率不变)
  • I²S接口: 每个I²S接口统一配置为Master或Slave,双Master时需同一时钟域

2.2 各工作模式详细参数

2.2.1 模式1: 单路S/PDIF转I²S输出

应用场景: 两路S/PDIF信号转换为I²S输出,适用于数字音响系统

数据流:

通道 输入接口 SRC处理 输出接口
通道1 S/PDIF_IN (4选1) SRC_A处理 I²S_A_DATA_OUT (Master)
通道2 S/PDIF_IN (4选1) SRC_B处理 I²S_B_DATA_OUT (Master)

信号流程图:

                ┌→ SRC_A ──→ I²S_A_DATA_OUT (Master)
S/PDIF_IN (4选1) ┤
                └→ SRC_B ──→ I²S_B_DATA_OUT (Master)

参数说明:

参数 通道1 通道2
输入 S/PDIF_IN S/PDIF_IN
SRC SRC_A SRC_B
输出 I²S_A_OUT (Master) I²S_B_OUT (Master)
采样率 44.1KHz~192KHz (ASRC) 44.1KHz~192KHz (ASRC)
位深 16/24/32bit 16/24/32bit

配置要点

  • 两个I²S输出都工作在Master模式,必须同属44.1KHz系列或48KHz系列

2.2.2 模式2: 单路I²S输入双路输出(透传+转换)

应用场景: I²S_A输入信号同时透传输出和经SRC转换后从I²S_B输出,适用于一路源信号需要两种采样率输出的场景

数据流:

数据路径 输入接口 SRC处理 输出接口
路径1 I²S_A_DATA_IN (Slave) 不经SRC(透传) I²S_A_DATA_OUT (Slave)
路径2 I²S_A_DATA_IN (Slave) SRC_A处理 I²S_B_DATA_OUT (Master)

信号流程图:

                    ┌→ I²S_A_DATA_OUT (Slave,透传)
I²S_A_DATA_IN (Slave) ┤
                    └→ SRC_A ──→ I²S_B_DATA_OUT (Master)

参数说明:

参数 路径1(透传) 路径2(转换)
输入 I²S_A_IN (Slave) I²S_A_IN (Slave)
SRC 不使用(直通) SRC_A
输出 I²S_A_OUT (Slave) I²S_B_OUT (Master)
采样率 与输入相同(透传) 44.1KHz~192KHz (ASRC)
位深 16/24/32bit 16/24/32bit

配置要点

  • I²S_A输入同时送往两个路径:直接透传到I²S_A输出,以及送入SRC_A处理
  • 透传路径不改变采样率,转换路径可配置目标采样率

2.2.3 模式3: 双路I²S输入交叉转换输出

应用场景: 两路I²S输入经SRC转换后交叉输出,适用于双路音频需要同时转换且输出接口需交换的场景

数据流:

通道 输入接口 SRC处理 输出接口
通道1 I²S_A_DATA_IN (Slave/Master) SRC_A处理 I²S_B_DATA_OUT (Master/Slave)
通道2 I²S_B_DATA_IN (Slave/Master) SRC_B处理 I²S_A_DATA_OUT (Master/Slave)

信号流程图:

I²S_A_DATA_IN ──→ SRC_A ──┐
                          ├→ I²S_B_DATA_OUT
I²S_B_DATA_IN ──→ SRC_B ──┤
                          └→ I²S_A_DATA_OUT

参数说明:

参数 通道1 通道2
输入 I²S_A_IN (Slave/Master) I²S_B_IN (Slave/Master)
SRC SRC_A SRC_B
输出 I²S_B_OUT (Master/Slave) I²S_A_OUT (Master/Slave)
采样率 44.1KHz~192KHz (ASRC)
44.1KHz~768KHz (SSRC)
44.1KHz~192KHz (ASRC)
44.1KHz~768KHz (SSRC)
位深 16/24/32bit 16/24/32bit

配置要点

  • 两路输入交叉路由:I²S_A输入→SRC_A→I²S_B输出, I²S_B输入→SRC_B→I²S_A输出
  • 两个SRC模块独立工作,可设置不同的目标采样率
  • SSRC要求:输入和输出的两个I²S接口都配置为Master模式,且必须同属44.1KHz系列或48KHz系列

2.2.4 模式4: S/PDIF与I²S双向转换

应用场景: S/PDIF输入转I²S输出,同时I²S输入转S/PDIF输出,适用于数字音频格式双向转换的应用

数据流:

通道 输入接口 SRC处理 输出接口
通道1 S/PDIF_IN (4选1) SRC_A处理 I²S_A_DATA_OUT (Master)
通道2 I²S_B_DATA_IN (Slave) SRC_B处理 S/PDIF_OUT

信号流程图:

S/PDIF_IN (4选1) ──→ SRC_A ──→ I²S_A_DATA_OUT (Master)

I²S_B_DATA_IN (Slave) ──→ SRC_B ──→ S/PDIF_OUT

参数说明:

参数 通道1 通道2
输入 S/PDIF_IN I²S_B_IN (Slave)
SRC SRC_A SRC_B
输出 I²S_A_OUT (Master) S/PDIF_OUT
采样率 44.1KHz~192KHz (ASRC) 44.1KHz~192KHz (ASRC)
位深 16/24/32bit 16/24/32bit

配置要点

  • 实现S/PDIF与I²S格式的双向转换

2.2.5 模式5: I²S转S/PDIF输出+另路I²S透传

应用场景: I²S_A输入转换为S/PDIF输出,I²S_B独立透传,适用于一路需要格式转换另一路直通的应用

数据流:

通道 输入接口 SRC处理 输出接口
通道1 I²S_A_DATA_IN (Slave) SRC_A处理 S/PDIF_OUT
通道2 I²S_B_DATA_IN (Master) 不经SRC(透传) I²S_B_DATA_OUT (Master)

信号流程图:

I²S_A_DATA_IN (Slave) ──→ SRC_A ──→ S/PDIF_OUT

I²S_B_DATA_IN (Master) ──→ I²S_B_DATA_OUT (Master,透传)

参数说明:

参数 通道1(转换) 通道2(透传)
输入 I²S_A_IN (Slave) I²S_B_IN (Master)
SRC SRC_A 不使用(直通)
输出 S/PDIF_OUT I²S_B_OUT (Master)
采样率 44.1KHz~192KHz (ASRC) 与输入相同(透传)
位深 16/24/32bit 16/24/32bit

配置要点

  • I²S_B输入直接透传到输出,不经过SRC处理,不改变采样率

2.3 音频性能指标

性能指标 SSRC模式 ASRC模式 备注
THD+N ≤ -130dB ≤ -130dB @1kHz, 0dBFs
采样率范围 44.1KHz~768KHz 44.1KHz~192KHz -
音频分辨率 16/24/32bit 16/24/32bit -
SRC通道数 4通道 4通道 双模块各2通道
SRC模块数 2个独立模块 2个独立模块 SRC_A + SRC_B

SSRC模式限制

SSRC模式的使用条件:

  • 输入和输出接口必须为I²S Master
  • 多个I²S Master必须工作在同一时钟域(都在44.1KHz系列或都在48KHz系列)

不满足以上条件时,只能使用ASRC模式 (采样率限制在44.1KHz~192KHz)

2.4 功能对比

功能项 XMSRC4392 SRC4392 优势
SRC通道数 4路 2路 2倍处理能力
SRC模块数 2个独立模块 1个模块 2倍处理能力
最高采样率(SSRC) 768 KHz 216 KHz 3.5倍性能提升
最高采样率(ASRC) 192 KHz 216 KHz 相当性能
外部时钟参考 不需要外部时钟 需要外部时钟 节省外部晶振成本
扩展性 可扩展 无法扩展 更灵活

3、管脚配置和功能

3.1 XMSRC4392_VC1管脚布局

XMSRC4392-VC1管脚图
图2: XMSRC4392_VC1管脚排列示意图

3.2 XMSRC4392_VC1管脚描述

管脚序号 名称 类型 功能
1 3.3V P 模组3.3V供电
2 X1D13 - 保留
3 X1D16 - 保留
4 GND P 模组地
5 X1D17 - 保留
6 X1D18 - 保留
7 X1D19 - 保留
8 X1D22 O SP_OUT (S/PDIF输出,源可选SRC_A或SRC_B)
9 X0D29 I/O UART_RX/I2C_SDA (UART接收/I2C数据)
10 X0D35 I/O BCK_A (I²S_A位时钟,Master输出/Slave输入)
11 X0D36 I/O LRCK_A (I²S_A帧同步,Master输出/Slave输入)
12 X0D37 I/O SDIN_A (I²S_A数据输入)
13 X0D38 O SDOUT_A (I²S_A数据输出)
14 X0D40 I SP_IN_2 (S/PDIF输入2)
15 X0D39 O MCLK (主时钟输出,Master模式)
16 X0D42 I SP_IN_4 (S/PDIF输入4)
17 X0D41 I SP_IN_3 (S/PDIF输入3)
18 X0D43 - 保留
19 X1D34 I/O SDIN_B (I²S_B数据输入)
20 GND P 模组地
21 X0D30 I/O I2C_SCL (I2C时钟)
22 X0D31 I/O UART_I2C_SEL (UART/I2C选择)
23 X0D32 I/O UART_TX (UART发送)
24 X0D33 O MUTE (静音指示输出)
25 GND P 模组地
26 GND P 模组地
27 GND P 模组地
28 X0D00 O SP_LOOP_OUT (S/PDIF环回输出,直通选中的输入)
29 X0D11 I SP_IN_1 (S/PDIF输入1)
30 X1D00 I/O LRCK_B (I²S_B帧同步,Master输出/Slave输入)
31 X1D01 O SDOUT_B (I²S_B数据输出)
32 GND P 模组地
33 X1D09 - 保留
34 X1D10 I/O BCK_B (I²S_B位时钟,Master输出/Slave输入)
35 X1D11 O MCLK (主时钟输出)
36 GND P 模组地
37 GND P 模组地
38 TDI I/O XTAG调试PIN
39 TDO I/O XTAG调试PIN
40 TMS I/O XTAG调试PIN
41 TCK I/O XTAG调试PIN
42 RST_N I 系统复位,低电平有效
43 1.8V P 模组1.8V供电
44 GND P 模组地
45 USB_DM I/O USB_DM (保留,未使用)
46 USB_DP I/O USB_DP (保留,未使用)
47 GND P 模组地
48 0.9V P 模组0.9V供电
49 GND P 模组地
50 GND P 模组地
51 GND P 模组地
52 GND P 模组地

管脚类型说明

表中I/O类型定义:I=输入,O=输出,P=电源,I/O=输入/输出

重要说明

  • S/PDIF输入: 4个输入(SP_IN_1~SP_IN_4)通过配置4选1切换
    • 管脚29(X0D11): SP_IN_1
    • 管脚14(X0D40): SP_IN_2
    • 管脚17(X0D41): SP_IN_3
    • 管脚16(X0D42): SP_IN_4
  • SP_LOOP_OUT: 管脚28(X0D00),直接环回选中的S/PDIF输入,不经过SRC处理
  • S/PDIF输出: 管脚8(X1D22),可配置选择SRC_A或SRC_B输出(二选一)
  • UART/I2C接口选择: 通过管脚22(X0D31)的UART_I2C_SEL信号选择接口类型
    • UART模式:管脚9(X0D29)=UART_RX,管脚23(X0D32)=UART_TX
    • I2C模式:管脚9(X0D29)=I2C_SDA,管脚21(X0D30)=I2C_SCL
  • MCLK输出: 管脚15(X0D39)和管脚35(X1D11)
    • 频率:128fs/256fs/512fs/1024fs
  • 双Master限制: 当I²S_A和I²S_B都为Master模式时,必须使用相同时钟域
  • MUTE信号: 管脚24(X0D33),采样率或配置切换时输出静音指示

4、配置接口说明

4.1 I²C/UART配置接口

XMSRC4392-VC1支持I²C和UART双协议配置,提供灵活的配置方式。通过管脚22(X0D31)的UART_I2C_SEL信号可以选择使用哪种配置接口: | 配置方式 | 管脚22(X0D31) | 通信接口 | 说明 | |:--------|:-------------|:---------|:-----| | 上拉 | UART_I2C_SEL | UART模式 | 管脚9(X0D29)=UART_RX, 管脚23(X0D32)=UART_TX | | 下拉 | UART_I2C_SEL | I²C模式 | 管脚9(X0D29)=I2C_SDA, 管脚21(X0D30)=I2C_SCL |

4.2 可配置参数

通过I²C或UART接口可配置以下参数:

参数类型 配置选项 说明
SRC_A输入源 S/PDIF_IN / I²S_A_IN / I²S_B_IN 选择SRC_A模块的输入源
SRC_B输入源 S/PDIF_IN / I²S_A_IN / I²S_B_IN 选择SRC_B模块的输入源
S/PDIF输入选择 SP_IN_1 / SP_IN_2 / SP_IN_3 / SP_IN_4 4选1切换
I²S_A模式 Master / Slave I²S_A工作模式
I²S_B模式 Master / Slave I²S_B工作模式
I²S_A采样率 44.1KHz~768KHz Master模式时配置
I²S_B采样率 44.1KHz~768KHz Master模式时配置
MCLK时钟配置 128fs/256fs/512fs/1024fs MCLK输出倍频选择

配置说明

  • 配置切换时会触发MUTE信号
  • 双Master模式下必须配置相同时钟域(44.1KHz或48KHz)
  • 详细配置命令请参考配置协议文档

4.3 MCLK输出频率配置

MCLK_OUT频率根据时钟域和配置的倍频系数(128fs/256fs/512fs/1024fs)决定。

时钟域 MCLK配置 输出频率示例
44.1KHz 128fs/256fs/512fs/1024fs 5.6448MHz ~ 45.158MHz
48KHz 128fs/256fs/512fs/1024fs 6.144MHz ~ 49.152MHz

时钟域限制

当I²S_A和I²S_B都工作在Master模式时:

  • 允许: 两者都在44.1KHz域 或 都在48KHz域
  • 不允许: 一个在44.1KHz域,另一个在48KHz域

5、硬件参数

5.1、正常工作条件

功能 最小值 典型值 最大值 单位
工作温度 0 - 70
3.3V工作电压 3.0 3.3 3.6 V
1.8V工作电压 1.62 1.80 1.98 V
0.9V工作电压 0.855 0.90 0.945 V

5.2 产品尺寸

13±0.1mm(L)X13±0.1mm(W)X0.8±0.1mm(H)

5.3 模组封装图

A316-Mini-V1封装图
图3: A316-Mini-V1封装图

6、最小系统参考设计

A316-Mini-V1最小系统参考设计

7、产品包装信息

托盘+外箱包装

8、修订历史

版本 日期 描述 修订者
V1.0 2025-10-5 初始版本发布

9、咨询反馈

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