CN110971196A - 引脚编码模式选择系统 - Google Patents

Abstract

一种方法和装置可以包括：音频接口引脚，这些音频接口引脚耦合到包括BCLK、LRCLK、DIN和DOUT的可交换连接；BCLK确定器，该BCLK确定器被配置用于将该BCLK标识为具有最高频率的可交换连接；LRCLK确定器，该LRCLK确定器被配置用于：测量周期长度，将这些周期长度与预定义倍数进行比较，将该LRCLK标识为可交换连接，并且输出该LRCLK与这些音频接口引脚之一之间的关联；以及模式确定器，该模式确定器被配置用于基于该BCLK与这些音频接口引脚的关联以及该LRCLK与这些音频接口引脚的关联来标识并输出模式。

Description

引脚编码模式选择系统

相关申请的交叉引用

本发明要求于2018年9月28日提交的美国临时专利申请号62/739,135的所有共同主题的优先权权益。该美国申请的内容通过引用以其全文结合在此。

技术领域

本披露涉及模式编码，更具体地涉及利用数字音频输入引脚对用于音频放大器和数模转换器的模式信息进行编码。

背景技术

无线便携式电子设备(如蜂窝电话、膝上型计算机和可穿戴设备)的迅速崛起已经引起对展现更低的功耗、更低的电路系统开销和更强大的功能的电子部件的需求不断增长。这种需求在电子部件的输入-输出引脚有限的便携式、小型化和可穿戴技术中感觉尤为明显。

音频放大技术具有独特的属性，这对其架构设计产生了重大影响，因为它们必须高度小型化、提供并实现增强的功能、保持极佳的线性和噪声特性，并同时表现出超低功耗。作为半导体行业的扩展，音频放大行业已经见证了不断增长的商业竞争压力、以及不断增长的消费者期望和市场中有意义的产品差异化的机会减少。

部件功能是在下一代音频放大器的发展蓝图中概述的下一代音频放大插入策略的核心。具有竞争力的下一代驱动器应当提高信噪比、降低成本，同时提供更强大且更易获得的功能。重要的是，对于包括D类音频放大器的一些行业领域而言，实现更强大的功能和功能控制至关重要。

行业蓝图已经确定了当前音频放大器能力与对超强功能、低成本和低功率解决方案的需求之间的显著差距。例如，一些当前电子部件是“引脚受限(pin-constrained)”的，使得部件没有足够的引脚，甚至不能包括用于支持比如I2C或SPI等标准通信协议的模式控制引脚输入。

在这样的实例中，完整的部件功能可能只可通过昂贵、笨重或耗电的附加电路系统来得到。在一个说明性示例中，一些当前D类放大器依赖于与输入-输出引脚一起使用的可选择外部串联电阻器。由于需要外部部件和特殊的模拟检测电路系统，因此这是不期望的。

长期以来一直在寻求解决方案，但是先前的发展并没有教导或建议任何完整的解决方案，并且因此这些问题的解决方案长期以来难倒了本领域技术人员。因此，仍然对维持极佳的线性和噪声特性的同时大大扩展功能和控制的小型化音频驱动器系统有相当大的需求。

附图说明

在附图中展示了选择系统，这些附图旨在是示例性的而非限制性的，在附图中，相同的附图标记旨在表示相同的部件，并且在附图中：

图1是第一实施例中的选择系统的框图。

图2是图1的选择系统的接口位置确定器的框图。

图3是图1的选择系统的时序图。

图4是用于图1的选择系统的第一类引脚关联的引脚关联简图。

图5是用于图1的选择系统的第二类引脚关联的引脚关联简图。

图6是用于图1的选择系统的第三类引脚关联的引脚关联简图。

图7是第二实施例中的选择系统的框图。

图8是图7的选择系统的接口位置确定器的框图。

图9是第三实施例中的选择系统的框图。

图10是图9的选择系统的接口位置确定器的框图。

图11是操作图1的选择系统、图7的选择系统或图9的选择系统的方法的流程图。

具体实施方式

在以下描述中，参考形成该描述的一部分的附图，并且其中通过图示的方式示出了可以实践选择系统的实施例。应当理解，在不脱离选择系统的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构改变。

当在过程、操作、控制流程或流程图的步骤方面描述选择系统的特征、方面或实施例时，应当理解，在不脱离如本文所述的选择系统的情况下，这些步骤可以组合、以不同的顺序执行、删除或包括附加步骤。

足够详细地描述了选择系统，以使得本领域技术人员能够制造和使用选择系统并提供许多具体细节以便彻底了解选择系统；然而，将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践该选择系统。为了避免模糊选择系统，并未详细地描述各种数字部件设计和布局，因为本领域普通技术人员熟悉已经稳定地发展了四十多年的丰富而广泛的技术库。因此，比如计数、存储、比较等功能未在分立部件级别上示出，因为这些功能被认为仅仅是对完全启用的选择系统的实践的简化。进一步地，特定的分立部件及其布局不被认为与所描述和要求保护的选择系统相关。

为了避免模糊选择系统，并未详细地披露一些众所周知的系统配置和描述。同样地，示出系统的实施例的附图是半示意性的且不按比例，并且具体地，为了呈现的清晰，一些尺寸在附图中放大地示出。

为了描述清楚，第一实施例和第二实施例的选择系统依赖于根据IC间声音标准(I2S标准)的通信线路位时钟(BCLK)、字时钟或左右时钟(LRCLK)、数据输入(DIN)和数据输出(DOUT)来进行描述，因为该标准通常用于大多数数字音频系统。然而，应当理解，可以设想其他实施例，并且选择系统不旨在限于I2S标准。

为了描述清楚，第三实施例的选择系统依赖于通信线路位时钟(BCLK)和数据输出(DOUT)来进行描述，因为它们是关于脉冲密度调制(PDM)来理解的；然而，应当理解，可以设想其他实施例，并且选择系统不旨在限于PDM。如本文所使用的，词语“关联(association)”或“关联(associations)”(如在“引脚关联(an association of pins)”中)应被理解为意指相关联的元件、部件和部分之间的物理连接。

现在参考图1，其中示出了第一实施例中的模式选择系统100的框图。选择系统100可以包括音频设备102。音频设备102可以起作用并且包括数模转换器、比如D类音频放大器等音频放大器、或其组合。

音频设备102可以包括可交换连接104。可交换连接104可以是关于图2更详细描述的数字通信线路。可交换连接104可以物理地耦合到音频接口引脚106。

音频接口引脚106可以相对于音频设备102而固定关联，并且可以被实施为形成在音频设备102上并从其外表面108暴露的互连端子(比如球形接合件、暴露引线或迹线)。音频设备102可以包括接口位置确定器110。接口位置确定器110可以确定音频接口引脚106中的哪些音频接口引脚与哪些特定的可交换连接104相关联。

接口位置确定器110可以包括模式选择112作为输出。另外，可以设想，接口位置确定器110可以输出标识可交换连接104中的哪些可交换连接与哪些音频接口引脚106相关联的引脚关联。

接口位置确定器110可以耦合到数字音频接口114。数字音频接口114可以包括可交换连接104和模式选择112作为输入。数字音频接口114可以输出与所分配信道相关联的数字数据。也就是说，数字音频接口114可以将DIN可交换连接104的各个信道拉出到多个输出信道116。

数字音频接口114的输出信道116可以耦合到数模转换器118。数模转换器118可以将来自数字音频接口114的每个输出信道116的数字数据转换为针对每个输出信道116的模拟信号。可以将模拟信号从数模转换器118输出到放大器120。

在一些设想的实施例中，可以移除放大器120，并且音频设备102可以用作数模转换器，其中，模式选择借助于接口位置确定器110被提供并且基于模式选择112被启动。在这样的替代性实施例中，可以设想，数字数据输入可以具有脉冲编码调制方案。可以进一步设想，在这样的替代性实施例中，数模转换器118的输出线可以从音频设备102的外表面108暴露。

放大器120可以接收从数模转换器118输出的模拟信号并对这些模拟信号进行放大。放大器120被示出为耦合到接口位置确定器110的模式选择112输出。可以设想，由接口位置确定器110确定并在模式选择112上输出的模式可以用于标识放大器增益、放大器音量倾斜、滤波方案或其组合。所有这些都可以应用于放大器120内的从数模转换器118接收的模拟输入。

可以替代性地设想，由模式选择112选择的滤波类型可以由在放大器120外部并由模式选择112控制的附加电路系统或逻辑执行。放大器120可以将来自音频设备102的音频信号输出到扬声器122。

通过对可交换连接104进行编码的方式可选择的模式可以以多种方式引导音频设备102的操作。例如，这些模式可以指示图1的音频设备102的增益设置、数字音频接口数据格式、信道选择和滤波器设置。增益设置可以包括比如增益为3dB、6dB、9dB、12dB和15dB等可选择的增益设置。

数字音频接口数据格式可以包括I2S标准、左对齐、右对齐和时分复用(TDM)。信道选择可以包括从输出信道116的信道0至8、左信道、右信道、单混合信道或其他TDM信道中选择的一个或多个信道。可以进一步设想，第三类引脚关联的模式可以指示增益设置、数字音频接口设置、信道选择和滤波器设置的组合。

现在参考图2，其中示出了图1的选择系统100的接口位置确定器110的框图。接口位置确定器110可以包括相对于接口位置确定器110内的部件(比如计数器)而固定关联的音频接口引脚106。

说明性地，举例来说，音频接口引脚106可以包括：耦合到第一计数器(CNT0 202)的第一数字音频接口引脚(DAI0)、耦合到第二计数器(CNT1 204)的第二数字音频接口引脚(DAI1)、以及耦合到第三计数器(CNT2 206)的第三数字音频接口引脚(DAI2)。

可交换连接104被描绘成耦合到音频接口引脚106。为了描述清楚，将关于应根据I2S IC间声音标准理解的LRCLK、BCLK和DIN来描述可交换连接104。

如本领域普通技术人员将理解的，LRCLK、BCLK和DIN输入用于辅助对选择系统100的描述性说明，因为它们通常关于音频放大器被理解和使用。然而，除非明确声明，否则不应基于对标签LRCLK、BCLK和DIN的使用而暗指所要求保护的范围局限于I2S实施方式。

出于本申请的目的，LRCLK应被理解为是信道同步信号。在I2S中，信道同步信号类似于LRCLK，但是本领域普通技术人员应当理解，也可以在其他设想的实施例中使用其他类型的信道同步信号，并且这些信号同步信号在本文中通过LRCLK来指代。也就是说，即使TDM的信道同步信号不是左/右同步信号，也将使用LRCLK来指代TDM模式下的信道同步信号。

因此，LRCLK可以指代字时钟线、字选择时钟、信道同步时钟或左右时钟。BCLK可以指代位时钟，而DIN可以指代用于多个信道的数据的共享数据线。

每个信道的数据可以多路复用为DIN内的连续数据帧，并且每个数据帧与LRCLK信号同步。LRCLK可以是BCLK的已知倍数。例如，LRCLK可以是BCLK的48、64、128或256个周期。可以设想，LRCLK可以是BCLK的更高倍数。

如图2所描绘的，可交换连接104在如下文关于图4和图5所描述的模式0配置中连接到音频接口引脚106。可替代地，音频接口引脚106也可以被关联用于指示图3的模式1。具体地，LRCLK连接到DAI1，BCLK连接到DAI0，并且DIN连接到DAI2。

计数器可以首先对可交换连接104的数字周期或脉冲进行计数。例如，说明性地，CNT0 202可以对BCLK周期进行计数，CNT1 204可以对LRCLK周期进行计数，并且CNT2 206可以对DIN周期进行计数。

可以将计数器的输出计数输入到BCLK确定器208中。BCLK确定器208可以以多种不同方式起作用。一种设想的方法可以包括标识具有最高计数或最高频率的可交换连接104。另一种设想的方法可以包括标识具有还超过最小BCLK阈值的最高频率的可交换连接104。仍进一步设想的实施例可以包括标识具有最高频率且与已知BCLK频率匹配的可交换连接104。

可以进一步设想，BCLK确定器208可以实施最大计数确定以及最小BCLK阈值以及与BCLK频率的匹配，以便证明并确定可交换连接104中的哪个可连接交换对应于BCLK。一旦发现可交换连接104之一具有最高频率、高于最小BCLK阈值、与已知BCLK频率匹配、或其组合，BCLK确定器208就可以输出符合条件的BCLK线210。

符合条件的BCLK线210可以指示可交换连接104中的哪个可连接交换对应于BCLK以及音频接口引脚106中的哪个音频接口引脚连接到BCLK。可以将计数器的输出以及符合条件的BCLK线210输入到LRCLK确定器212中。

因为经由符合条件的BCLK线210已知BCLK，所以LRCLK确定器212可以将其他两个可交换连接104与符合条件的BCLK线210进行比较。可以将其他两个可交换连接104的周期长度与BCLK进行比较，以便确定剩余两个可交换连接104中的哪个可交换连接是LRCLK。

当剩余两个可交换连接104之一的一个周期长度被确定为是BCLK的预定义倍数时，LRCLK确定器212将输出符合条件的LRCLK线214，其标识可交换连接104中的哪个可交换连接是LRCLK以及音频接口引脚106中的哪个音频接口引脚连接到LRCLK。

可以通过BCLK来测量剩余两个可交换连接104的长度，并且将结果与存储在寄存器中的已知倍数进行比较。例如，如果LRCLK确定器212发现可交换连接104之一的周期长度为256个BCLK周期，则LRCLK确定器212将该长度与例如寄存器包含的48、64、128和256进行比较。由于可交换连接104的长度与寄存器之一相匹配，因此LRCLK确定器212可以证明LRCLK符合条件并输出符合条件的LRCLK线214。

接口位置确定器110可以通过排除过程来确定剩余可交换连接104对应于DIN以及DIN所连接的是音频接口引脚106中的哪个音频接口引脚。可以设想，因为DIN数据由BCLK定时输入，其频率决不超过BCLK频率的一半，因此也可以证明DIN符合条件。

可以将DIN线的长度与BCLK进行比较以确保DIN不超过BCLK频率的一半，并且从而证明DIN符合条件。可以设想，可以基于多个读数来证明可交换连接104符合条件，以提高标识的鲁棒性，如关于图6将讨论的。

符合条件的LRCLK线214和符合条件的BCLK线210可以由模式确定器216接收。模式确定器216可以将可交换连接104相对于音频接口引脚106的关联与用于操作选择系统100的模式进行关联。

模式确定器216可以利用包含可交换连接104相对于音频接口引脚106的与模式相关的关联的查找表，或者利用数字逻辑。模式确定器216的输出是模式选择112，该模式选择可以指示图4的模式0或模式1，可以指示图5的模式0、模式1或模式2，或者可以指示图6的模式0、模式1、模式2、模式3、模式4或模式5。

现在参考图3，其中示出了图1的选择系统100的时序图302。说明性地，时序图302可以描绘LRCLK信号、BCLK信号和DIN信号。

如将理解的，BCLK频率始终至少是DIN或LRCLK频率的两倍。BCLK频率是LRCLK频率的几个固定倍数之一。并且，DIN数据由BCLK定时输入，因此其频率决不会超过BCLK频率的一半。

LRCLK进一步被描绘成具有左信道304和右信道306。左信道304和右信道306也可以分别被理解为信道0和信道1。可以基于由DIN携带的数据与LRCLK信道同步而将该数据映射到这些各个信道之一。

现在参考图4，其中示出了用于图1的选择系统100的第一类引脚关联的引脚关联简图402。在该第一类引脚关联中，图1的音频设备102可以被配置成具有关于图1的音频接口引脚106而固定关联的DIN。

这可以通过DIN在模式0和模式1两者下均与DAI2相关联和连接来说明。虽然DIN被描述为可交换连接，但是可以设想，关于第一类引脚关联，将DIN限制为其与一个特定音频接口引脚连接，这是预先确定的。

LRCLK与BCLK的关联可以在DAI0与DAI1之间交换，从而产生两种可能的模式。已经发现，第一类引脚关联可以通过最低限度地检测BCLK来起作用。因此，可以忽略图2的LRCLK确定器212，因为一旦图1的接口位置确定器110确定了BCLK的位置，LRCLK就将变为已知的；而由于DIN固定关联，因此其是已知的。

可以设想，在第一类引脚关联中，模式0和模式1可以指示任何两种操作模式。例如，左信道对右信道、或者6dB增益对12dB增益。虽然DIN被示出为相对于音频接口引脚106固定关联，但是DIN不应当被理解为仅与DAI2相关联，而应当理解为DIN可以相对于音频接口引脚106中的任何一个而固定。

虽然DIN被示出为与DAI2固定关联，但是也可以设想其他的固定关联。说明性地，可以设想BCLK或LRCLK可以与音频接口引脚106之一固定关联，而剩余的两个连接保持可交换并且可以分配给所有其他音频接口引脚106。

现在参考图5，其中示出了用于图1的选择系统100的第二类引脚关联的引脚关联简图502。在第二类引脚关联中，图1的音频设备102可以被配置成将图1的可交换连接104限制于相对于图1的音频接口引脚106的三种关联排列。

也就是说，BCLK可以与DAI0、DAI1或DAI2相关联。当BCLK与DAI0相关联时，LRCLK局限于与DAI1连接，并且DIN局限于与DAI2连接。当BCLK与DAI1相关联时，LRCLK局限于与DAI2连接，并且DIN局限于与DAI0连接。当BCLK与DAI2相关联时，LRCLK局限于与DAI0连接，并且DIN局限于与DAI1连接。

可以设想，可以使用其他预定义的关系和位置限制。例如，当BCLK与DAI1相关联时，LRCLK例如局限于与DAI0连接，并且DIN局限于与DAI2连接。

已经发现，第二类引脚关联将对可交换连接104的检测限制为对BCLK的检测。因此，可以忽略图2的LRCLK确定器212，因为一旦图1的接口位置确定器110确定了BCLK的位置，LRCLK和DIN就将变为已知的。

这可以减少时间、复杂性、电路系统开销以及模式选择确定的可靠性。进一步地，第二类引脚关联可以提供三种操作模式以及简单、快速且可靠的检测。

一旦标识出具有最快信号的音频接口引脚106，就能预定义LRCLK与DIN的关联。可以进行对LRCLK和BCLK的进一步验证以确保如关于图2所讨论的鲁棒性。具体地，可以对每LRCLK的BCLK数量进行计数，以确保LRCLK字长有效。进一步地，可以检查BCLK和LRCLK的频率以确保其是BCLK和LRCLK的已知频率。可以设想，对LRCLK和BCLK的检查可以在允许包含在DIN内并在图1的输出信道116上输出的数据通过到达图1的放大器120之前完成。

另外，可以设想，为了相对于BCLK的有效性，可以监测附加的LRCLK周期数。例如，LRCLK确定器212可以在输出图2的符合条件的LRCLK线214之前检查八个LRCLK周期。模式0、模式1和模式2可以分别与左模式、右模式和左+右模式相关联。

现在参考图6，其中示出了用于图1的选择系统100的第三类引脚关联的引脚关联简图602。在第三类引脚关联中，图1的音频设备102可以被配置为对图1的可交换连接104相对于图1的音频接口引脚106的关联没有任何预定义限制。可以设想，第三类引脚关联的模式可以指示图1的音频设备102的增益设置、数字音频接口设置、信道选择和滤波器设置。

增益设置可以包括比如增益为3dB、6dB、9dB、12dB和15dB等可选择的增益设置。数字音频接口设置可以包括左对齐、右对齐和TDM。信道选择可以包括图1的输出信道116的信道0至8、左+右、左、或者右。

可以进一步设想，第三类引脚关联的模式可以指示增益设置、数字音频接口设置、信道选择和滤波器设置的组合。说明性地，例如，模式2可以指示TDM模式下的固定12dB的增益。

现在参考图7，其中示出了第二实施例中的选择系统700的框图。选择系统700可以包括音频设备702。音频设备702可以起作用并且包括数模转换器、比如D类音频放大器等音频放大器、或其组合。

音频设备702可以包括可交换连接704。可交换连接704可以是关于图8更详细描述的数字通信输入线和数字通信输出线。可交换连接704可以物理地耦合到音频接口引脚706。

音频接口引脚706可以相对于音频设备702而固定关联，并且可以被实施为形成在音频设备702上并从其外表面708暴露的互连端子(比如球形接合件、暴露引线或迹线)。音频设备702可以包括接口位置确定器710。接口位置确定器710可以确定音频接口引脚706中的哪些音频接口引脚与哪些特定的可交换连接704相关联。

接口位置确定器710可以包括模式选择712作为输出。另外，可以设想，接口位置确定器710可以输出标识可交换连接704中的哪些可交换连接与哪些音频接口引脚706相关联的引脚关联。

接口位置确定器710可以耦合到数字音频接口714。数字音频接口714可以包括可交换连接704和模式选择712作为输入。数字音频接口714可以输出与所分配信道相关联的数字数据。也就是说，数字音频接口714可以将DIN可交换连接704的各个信道拉出到多个输出信道716。

数字音频接口714的输出信道716可以耦合到数模转换器718。数模转换器718可以将来自数字音频接口714的每个输出信道716的数字数据转换为针对每个输出信道716的模拟信号。可以将模拟信号从数模转换器718输出到放大器720。

在一些设想的实施例中，可以移除放大器720，并且音频设备702可以用作数模转换器，其中，模式选择借助于接口位置确定器710被提供并且基于模式选择712被启动。在这样的替代性实施例中，可以设想，数字数据输入可以具有脉冲编码调制方案。可以进一步设想，在这样的替代性实施例中，数模转换器718的输出线可以从音频设备702的外表面708暴露。

放大器720可以接收从数模转换器718输出的模拟信号并对这些模拟信号进行放大。放大器720被示出为耦合到接口位置确定器710的模式选择712输出。可以设想，由接口位置确定器710确定并在模式选择712上输出的模式可以用于标识放大器增益、放大器音量倾斜、滤波方案或其组合。所有这些都可以应用于放大器720内的从数模转换器718接收的模拟输入。

可以替代性地设想，由模式选择712选择的滤波类型可以由在放大器720外部并由模式选择712控制的附加电路系统或逻辑执行。放大器720可以将来自音频设备702的音频信号输出到扬声器722。

音频设备702可以进一步包括芯片间通信总线724。芯片间通信总线724可以耦合到作为可交换连接704之一的DOUT引脚。芯片间通信总线724可以通过锁存器726耦合到可交换连接704。

锁存器726可以耦合到接口位置确定器710的输出，并且可以接收模式选择712、引脚关联或其组合作为输入。锁存器726可以利用与DOUT相关联的音频接口引脚706来锁存芯片间通信总线724。

可以设想，锁存器726可以使用由数字音频接口714提供的引脚关联来将芯片间通信总线724连接到DOUT。可替代地，由于每种模式可以对应于可交换连接704与音频接口引脚706的确切关联，因此可以设想，锁存器726可以基于模式选择712来查找音频接口引脚706与DOUT之间的引脚关联。

提供耦合到DOUT的芯片间通信总线724可以例如促进组内音频设备702之间的同步。例如，可以同步多个音频设备702之间的增益。

通过对可交换连接704进行编码的方式可选择的模式可以以多种方式引导音频设备702的操作。例如，这些模式可以指示图7的音频设备702的增益设置、数字音频接口数据格式、信道选择和滤波器设置。增益设置可以包括比如增益为3dB、6dB、9dB、12dB和15dB等可选择的增益设置。

数字音频接口数据格式可以包括I2S标准、左对齐、右对齐和时分复用(TDM)。信道选择可以包括从输出信道716的信道0至8、左信道、右信道、单混合信道或其他TDM信道中选择的一个或多个信道。可以进一步设想，第三类引脚关联的模式可以指示增益设置、数字音频接口设置、信道选择和滤波器设置的组合。

现在参考图8，其中示出了用于图7的选择系统700的接口位置确定器710的框图。接口位置确定器710可以包括相对于接口位置确定器710内的部件(比如计数器)而固定关联的音频接口引脚706。

说明性地，举例来说，音频接口引脚706可以包括：耦合到第一计数器(CNT0802)的第一数字音频接口引脚(DAI0)、耦合到第二计数器(CNT1 804)的第二数字音频接口引脚(DAI1)、耦合到第三计数器(CNT2 806)的第三数字音频接口引脚(DAI2)、以及耦合到第四计数器(CNT3 808)的第四数字音频接口引脚(DAI3)。

可交换连接704被描绘成耦合到音频接口引脚706。为了描述清楚，将关于应根据I2S IC间声音标准理解的LRCLK、BCLK、DIN和DOUT来描述可交换连接704。

如本领域普通技术人员将理解的，LRCLK、BCLK、DIN和DOUT接口线用于辅助对选择系统700的描述性说明，因为它们通常关于音频放大器被理解和使用。然而，除非明确声明，否则不应基于对标签LRCLK、BCLK、DIN和DOUT的使用而暗指所要求保护的范围局限于I2S实施方式。

出于本申请的目的，LRCLK应被理解为是信道同步信号。在I2S中，信道同步信号类似于LRCLK，但是本领域普通技术人员应当理解，也可以在其他设想的实施例中使用其他类型的信道同步信号，并且这些信号同步信号在本文中通过LRCLK来指代。也就是说，即使TDM的信道同步信号不是左/右同步信号，也将使用LRCLK来指代TDM模式下的信道同步信号。

因此，LRCLK可以指代字时钟线、字选择时钟、信道同步时钟或左右时钟。BCLK可以指代位时钟，而DIN可以指代用于多个信道的数据的共享数据线。DOUT可以是来自图7的音频设备702的输出，并且可以用于同步多个音频设备702之间的操作方面。

每个信道的数据可以多路复用为DIN内的连续数据帧，并且每个数据帧与LRCLK信号同步。LRCLK可以是BCLK的已知倍数。例如，LRCLK可以是BCLK的48、64、128或256个周期。可以设想，LRCLK可以是BCLK的更高倍数。

除了接口位置确定器710包括第四可交换连接704之外，用于接口位置确定器710的检测方法与针对图1的接口位置确定器110所描述的检测方法相同。

如将理解的，接口位置确定器710的第二实施例可以包括在大多数方面与图4的第一类引脚关联类似的第一类引脚关联。在这种配置中，DIN将仅与音频接口引脚706之一相关联，而LRCLK、BCLK和DOUT保持可交换，从而产生六种排列或模式，这六种排列或模式可以通过在第一类引脚关联中可交换连接704与音频接口引脚706的关联来进行编码。

如将进一步理解的，接口位置确定器710的第二实施例可以包括在大多数方面与图5的第二类引脚关联类似的第二类引脚关联。在这种配置中，BCLK可以与音频接口引脚706中的任何一个相关联，并且DIN、LRCLK和DOUT针对BCLK的每个不同位置将各自具有一种预配置关联，从而产生四种排列或模式选择，这四种排列或模式选择可以仅通过定位BCLK的关联来快速执行。

如仍将进一步理解的，接口位置确定器710的第二实施例可以包括在大多数方面与图6的第三类引脚关联类似的第三类引脚关联。在这种配置中，可交换连接704中的任何一个可以与音频接口引脚706中的任何一个相关联，从而产生二十四种排列或模式，这二十四种排列或模式可以通过第一类引脚关联中可交换连接704与音频接口引脚706的关联来进行编码。

可交换连接704是输入-输出引脚，并且最初每个可交换连接704都将被认为是输入引脚直到确定了可交换连接704与音频接口引脚706之间的引脚关联，并且DOUT将通过图7的锁存器726被分配并连接为输出。

计数器可以首先对可交换连接704的数字周期或脉冲进行计数。例如，说明性地，CNT0 802可以对BCLK周期进行计数，CNT1 804可以对LRCLK周期进行计数，CNT2 806可以对DIN周期进行计数，并且CNT3 808可以对DOUT周期进行计数。

可以将计数器的输出计数输入到BCLK确定器810中。BCLK确定器810可以以多种不同方式起作用。一种设想的方法可以包括标识具有最高计数或最高频率的可交换连接704。另一种设想的方法可以包括标识具有还超过最小BCLK阈值的最高频率的可交换连接704。仍进一步设想的实施例可以包括标识具有最高频率且与已知BCLK频率匹配的可交换连接704。

可以进一步设想，BCLK确定器810可以实施最大计数确定以及最小BCLK阈值以及与BCLK频率的匹配，以便证明并确定可交换连接704中的哪个可连接交换对应于BCLK。一旦发现可交换连接704之一具有最高频率、高于最小BCLK阈值、与已知BCLK频率匹配、或其组合，BCLK确定器810就可以输出符合条件的BCLK线812。

符合条件的BCLK线812可以指示可交换连接704中的哪个可连接交换对应于BCLK以及音频接口引脚706中的哪个音频接口引脚连接到BCLK。

DOUT可以通过缺少使用BCLK确定器810的部件的任何切换活动来进行检测，或者可以包括将标识缺少对DOUT的计数的附加电路系统和逻辑。进一步地，DOUT可以如关于第二类引脚关联所描述的那样基于BCLK引脚的位置来进行关联，或者如关于第一类引脚关联所描述的那样基于DIN引脚的位置来进行关联。

可以将计数器的输出以及符合条件的BCLK线812输入到LRCLK确定器814中。

因为经由符合条件的BCLK线812已知BCLK，所以LRCLK确定器814可以将其他三个可交换连接704与符合条件的BCLK线812进行比较。可以将其他三个可交换连接704的周期长度与BCLK进行比较，以便确定剩余三个可交换连接704中的哪个可交换连接是LRCLK。

当剩余三个可交换连接704之一的一个周期长度被确定为是BCLK的预定义倍数时，LRCLK确定器814将输出符合条件的LRCLK线816，其标识可交换连接704中的哪个可交换连接是LRCLK以及音频接口引脚706中的哪个音频接口引脚连接到LRCLK。

可以通过BCLK来测量剩余三个可交换连接704的长度，并且将结果与存储在寄存器中的已知倍数进行比较。例如，如果LRCLK确定器814发现可交换连接704之一的周期长度为256个BCLK周期，则LRCLK确定器814将该长度与例如寄存器包含的48、64、128和256进行比较。由于可交换连接704的长度与寄存器之一相匹配，因此LRCLK确定器814可以证明LRCLK符合条件并输出符合条件的LRCLK线816。

接着，可以在接口位置确定器710内或LRCLK确定器814内通过标识没有数字周期的可交换连接704来确定DOUT。接口位置确定器710可以通过排除过程来确定剩余可交换连接704对应于DIN以及DIN所连接的是音频接口引脚706中的哪个音频接口引脚。可以设想，因为DIN数据由BCLK定时输入，其频率决不超过BCLK频率的一半，因此也可以证明DIN符合条件。

可以将DIN线的长度与BCLK进行比较以确保DIN不超过BCLK频率的一半，并且从而证明DIN符合条件。可以设想，可以基于多个读数来证明可交换连接704符合条件，以提高标识的鲁棒性，如关于图6将讨论的。

符合条件的LRCLK线816和符合条件的BCLK线812可以由模式确定器818接收。模式确定器818可以将可交换连接704相对于音频接口引脚706的关联与用于操作选择系统700的模式进行关联。

模式确定器818可以利用包含可交换连接704相对于音频接口引脚706的与模式相关的关联的查找表，或者利用数字逻辑。模式确定器818的输出是模式选择712。作为来自接口位置确定器710或模式确定器818自身的进一步输出的是DOUT可交换连接704相对于音频接口引脚706的关联，该关联可由锁存器726使用以便通信地将DOUT可交换连接704耦合到图7的芯片间通信总线724。

现在参考图9，其中示出了第三实施例中的选择系统900的框图。选择系统900可以包括音频设备902。本实施例的音频设备902可以是比如在数字麦克风中常见的脉冲密度调制(PDM)音频设备。

音频设备902可以包括可交换连接904。可交换连接904可以是包括DIN和BCLK的数字通信线路。可交换连接904可以物理地耦合到音频接口引脚906。

音频接口引脚906可以相对于音频设备902而固定关联，并且可以被实施为形成在音频设备902上并从其外表面908暴露的互连端子(比如球形接合件、暴露引线或迹线)。音频设备902可以包括接口位置确定器910。接口位置确定器910可以确定音频接口引脚906中的哪些音频接口引脚与哪些特定的可交换连接904相关联。

接口位置确定器910可以包括模式选择912作为输出。另外，可以设想，接口位置确定器910可以输出标识可交换连接904中的哪些可交换连接与哪些音频接口引脚906相关联的引脚关联。

接口位置确定器910可以耦合到多路复用器914。多路复用器914可以包括可交换连接904和模式选择912作为输入。多路复用器914可以输出关于耦合到其的数字输入部件(比如解调器918)而固定关联的DIN和BCLK。可以设想，数字输入部件可以替代地被实施为数模转换器。

多路复用器914可以耦合到接口位置确定器910的输出，并且可以接收模式选择912、引脚关联或其组合作为输入。多路复用器914可以在音频接口引脚906与DIN相关联时将解调器918锁存到解调器918的第一输入，并且在音频接口引脚906与BCLK相关联时将该解调器锁存到解调器918的第二输入。

可以设想，多路复用器914可以使用由接口位置确定器910提供的引脚关联来将DIN和BCLK设置在解调器918的特定和固定输入位置。可替代地，由于每种模式可以对应于可交换连接904与音频接口引脚906的确切关联，因此可以设想，多路复用器914可以基于模式选择912来查找音频接口引脚906、DIN与BCLK之间的引脚关联。

可交换连接904是输入-输出引脚，并且最初每个可交换连接904都将被认为是输入引脚直到确定了可交换连接904与音频接口引脚906之间的引脚关联，并且DIN将通过多路复用器914被分配并连接为输出。解调器918被描绘用于说明具有数字麦克风输入的实施方式，但是可以设想，可以用数模转换器(DAC)来代替解调器918以用于具有PDM输入和DAC输出的设想实施例。

解调器918可以耦合到数字信号处理器920。数字信号处理器920可以例如对来自解调器918的数字数据进行测量、滤波或压缩。如将理解的，可交换连接904提供可交换连接904的两种可选位置，并且因此可以对用于音频设备902的两种操作模式进行编码。通过对可交换连接904进行编码的方式可选择的模式可以以多种方式引导音频设备902的操作。例如，这些模式可以指示采样边缘设置、滤波器设置和噪声整形设置。

现在参考图10，其中示出了用于图9的选择系统900的接口位置确定器910的框图。接口位置确定器910可以包括相对于接口位置确定器910内的部件(比如计数器)而固定关联的音频接口引脚906。

说明性地，举例来说，音频接口引脚906可以包括：耦合到第一计数器(CNT01002)的第一数字音频接口引脚(DAI0)、以及耦合到第二计数器(CNT1 1004)的第二数字音频接口引脚(DAI1)。可交换连接904被描绘成耦合到音频接口引脚906。为了描述清楚，将关于应根据PDM类别的麦克风部件来理解的BCLK和DOUT来描述可交换连接904。

如本领域普通技术人员将理解的，BCLK和DOUT用于辅助对选择系统900的描述性说明，因为它们通常关于PDM麦克风被理解和使用。然而，除非明确声明，否则不应基于对标签BCLK和DOUT的使用而暗指所要求保护的范围局限于PDM麦克风实施方式。

如所描绘的，可交换连接904以模式1配置连接到音频接口引脚906。可替代地，当交换可交换连接904时，音频接口引脚906也可以被关联用于指示模式0。具体地，BCLK连接到DAI0，并且DOUT连接到DAI1。

计数器可以首先对可交换连接904的数字周期或脉冲进行计数。例如，说明性地，CNT0 1002可以对BCLK周期进行计数，而CNT1 1004可以对BCLK周期进行计数。

可以将计数器的输出计数输入到BCLK确定器1008中。BCLK确定器1008可以以多种不同方式起作用。一种设想的方法可以包括标识具有最高计数或最高频率的可交换连接904。另一种设想的方法可以包括标识具有还超过最小BCLK阈值的最高频率的可交换连接904。仍进一步设想的实施例可以包括标识具有最高频率且与已知BCLK频率匹配的可交换连接904。

可以进一步设想，BCLK确定器1008可以实施最大计数确定以及最小BCLK阈值以及与BCLK频率的匹配，以便证明并确定可交换连接904中的哪个可连接交换对应于BCLK。一旦发现可交换连接904之一具有最高频率、高于最小BCLK阈值、与已知BCLK频率匹配、或其组合，BCLK确定器1008就可以输出符合条件的BCLK线1010。

符合条件的BCLK线1010可以指示可交换连接904中的哪个可连接交换对应于BCLK以及音频接口引脚906中的哪个音频接口引脚连接到BCLK。可以将计数器的输出以及符合条件的BCLK线1010输入到模式确定器1016中。

接口位置确定器910可以通过排除过程来确定剩余可交换连接904对应于DOUT以及DOUT所连接的是音频接口引脚906中的哪个音频接口引脚。

可以设想，由于在初始化或模式确定阶段期间DOUT可能与图9的解调器918断开连接，因此DOUT耦合到CNT1 1004可能导致无计数。然而，DOUT可以耦合到附加音频设备902的DOUT。当使用多个音频设备902时，可以设想，应当同时初始化所有音频设备以避免模糊对BCLK的检测。

符合条件的BCLK线1010可以由模式确定器1016接收。模式确定器1016可以将可交换连接904相对于音频接口引脚906的关联与用于操作选择系统900的两种模式之一进行关联。

模式确定器1016可以利用包含可交换连接904相对于音频接口引脚906的与模式相关的关联的查找表，或者利用数字逻辑。模式确定器1016的输出是模式选择912，该模式选择可以指示模式0或模式1。

现在参考图11，其中示出了操作图1的选择系统100、图7的选择系统700或图9的选择系统900的方法的流程图1100。该方法针对图1的音频设备102、图7的音频设备702、或图9的音频设备902提供了第二类引脚关联。如关于流程图1100所使用的，术语音频设备的使用应被理解为包括图1的音频设备102、图7的音频设备702、以及图9的音频设备902。

具体地，可以确定BCLK，并且可以基于与BCLK的预定义关系来建立包括LRCLK、DIN和DOUT的其他可交换连接。音频设备可以通过启动引脚检查步骤1102来开始确定可交换连接中的哪些可交换连接与音频接口引脚中的哪些音频接口引脚相关联。

引脚检查步骤1102可以利用计数器对关于每个可交换连接的数字周期进行计数。示出最高频率的计数器与BCLK相关联。一旦引脚检查步骤1102确定了具有最高脉冲计数的可交换连接，音频设备就可以启动阈值确定步骤1104。

阈值确定步骤1104可以利用BCLK最小阈值来评估如通过引脚检查步骤1102确定的最高可交换连接的计数。如果来自引脚检查步骤1102的最高可交换连接的计数低于BCLK最小阈值，则音频设备可以再次启动并运行引脚检查步骤1102。

如果来自引脚检查步骤1102的最高可交换连接的计数高于BCLK最小阈值，则音频设备可以启动暗示可交换连接位置步骤1106。暗示可交换连接位置步骤1106可以基于预定义关联来暗示剩余可交换连接与剩余音频接口引脚的关联。

也就是说，针对可以在其上检测BCLK的每个音频接口引脚，可以在暗示可交换连接位置步骤1106内暗示其他可交换连接的预定义固定关联。如将理解的，在暗示可交换连接位置步骤1106处，音频设备将具有针对BCLK、LRCLK、DIN和DOUT中的每一个的引脚关联，其中，仅通过确定BCLK与音频接口引脚之一来将LRCLK、DIN和DOUT与音频接口引脚进行关联。

因此，可交换连接具有与音频接口引脚的4种预定义关联。一旦确定了BCLK，就可以通过预定义和预先确定的关联来暗示其他可交换连接关联。类似地，当未使用DOUT时，音频设备可以具有与音频接口引脚的3种预定义关联。一旦确定了BCLK，就可以通过预定义和预先确定的关联来暗示其他可交换连接关联。

然后，音频设备可以执行LRCLK有效性判定步骤1108。LRCLK有效性判定步骤1108可以根据LRCLK的计数与BCLK的计数之间的特定倍数利用该BCLK的计数来评估在引脚检查步骤1102内确定的该LRCLK的计数。说明性地，LRCLK有效性判定步骤1108可以检查以确保LRCLK计数比BCLK计数慢48倍、64倍、128倍、256倍或其他倍数。

如果未发现LRCLK具有是BCLK计数的有效倍数的计数，则音频设备将返回否定结果，并且音频设备将重新执行引脚检查步骤1102。如果发现LRCLK具有是BCLK计数的有效倍数的计数，则音频设备将返回肯定结果，并且音频设备将执行开始路径步骤1110。

在开始路径步骤1110期间，音频设备可以将BCLK、LRCLK和DAI耦合到数模转换器。进一步地，在开始路径步骤1110期间，音频设备可以将DOUT耦合到图7的芯片间通信总线724。

音频设备可以持续监测可交换连接，以确保有效的BCLK、LRCLK或其组合被证明符合条件。如果未找到符合条件的BCLK或LRCLK，则可以将音频设备的除接口位置确定器之外的各种部件置于低功率状态。

接口位置确定器可以保持处于活跃状态，以便检测有效的BCLK和LRCLK。在接口位置确定器尝试重新证明BCLK或LRCLK符合条件时，音频设备可以进入低功率状态。一旦接口位置确定器确定了模式，就将对音频设备加电并且将DIN、BCLK和LRCLK提供给音频设备内的其他部件。低功率状态应被理解为音频设备内的除接口位置确定器之外的部件的空闲、待机或断电。

因此，已经现音频放大器提供了重要且迄今未知且难以获得的解决方案、能力和功能方面。所得的配置是简单、经济、不复杂、高度通用、准确、灵敏且有效的，并且可以通过采用已知部件来实施，以用于现成、高效且经济的制造、应用和利用。

虽然已经结合特定的最佳模式描述了音频放大器，但是应当理解，鉴于先前的描述，许多替代方案、修改和变型对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，旨在涵盖落入所附权利要求范围内的所有此类替代方案、修改和变型。本文阐述或附图中示出的所有主题将以说明性且非限制性的意义解释。

Claims (24)

1.一种模式选择系统，包括：

接口引脚，耦合到可交换连接，这些接口引脚和这些可交换连接通过物理连接相关联；

位时钟确定器，耦合到这些接口引脚，该位时钟确定器被配置用于将位时钟标识为这些可交换连接中具有最高频率的一个可交换连接，并且输出该位时钟与这些接口引脚之一之间的关联；

字时钟确定器，耦合到该位时钟确定器的输出，该字时钟确定器被配置用于：

测量这些可交换连接相对于该位时钟的周期长度，

将这些可交换连接的周期长度与预定义倍数进行比较，

基于与该位时钟的预定义倍数相匹配的来自这些可交换连接的周期长度中的一个，将该字时钟标识为这些可交换连接中的一个可交换连接，并且

输出该字时钟与这些接口引脚之一之间的关联；

模式确定器，耦合到该位时钟确定器的输出并耦合到该字时钟确定器的输出，该模式确定器被配置用于基于该位时钟与这些接口引脚的关联以及该字时钟与这些接口引脚的关联来标识并输出模式；以及

数字接口，耦合到该模式确定器并且被配置用于基于由该模式确定器标识的模式来处理数据。

2.如权利要求1所述的模式选择系统，其中，该模式确定器将该模式指示为数字接口数据格式，包括I2S标准模式、左对齐模式、右对齐模式或TDM模式。

3.如权利要求1所述的模式选择系统，其中，该模式确定器将该模式指示为信道选择，包括对该数字接口的一个输出信道、左信道、右信道、单混合信道或TDM信道的选择。

4.如权利要求1所述的模式选择系统，其中，该模式确定器将该模式指示为放大器增益、滤波选项、音量倾斜或其组合。

5.如权利要求1所述的模式选择系统，其中，该位时钟确定器被配置用于通过将具有该最高频率的可交换连接的频率与该位时钟的已知频率进行比较来使得该位时钟符合条件。

6.如权利要求1所述的模式选择系统，其中，该位时钟确定器被配置用于通过将具有该最高频率的可交换连接的频率与最小阈值进行比较来使得该位时钟符合条件。

7.如权利要求1所述的模式选择系统，其中，该模式选择系统是具有脉冲编码调制输入的数模转换器，或者是具有数字的可交换连接的音频放大器。

8.如权利要求1所述的模式选择系统，其中，该字时钟确定器被配置用于基于这些可交换连接的周期长度之一是该位时钟长度的32倍、48倍、128倍或256倍来输出该字时钟与这些接口引脚之一之间的关联。

9.如权利要求1所述的模式选择系统，其中，该模式选择系统被配置为在该位时钟符合条件、该字时钟符合条件或其组合之前处于低功率状态。

10.如权利要求1所述的模式选择系统，其中，数据输入相对于这些接口引脚固定关联，并且其中，该位时钟和该字时钟是可交换的，以便提供两种模式选择。

11.如权利要求1所述的模式选择系统，其中，

这些可交换连接进一步包括：数据输出以及相对于这些接口引脚固定关联的数据输入；并且

该位时钟、该字时钟和该数据输出是可交换的，以便提供六种模式选择。

12.如权利要求1所述的模式选择系统，其中，这些可交换连接进一步包括数据输出，并且该模式选择系统被配置用于通过检测该数据输出上的信号缺失来确定该数据输出相对于这些接口引脚的关联。

13.如权利要求12所述的模式选择系统，进一步包括：锁存器，耦合到该模式确定器，该锁存器被配置用于将与该数据输出相关联的音频接口引脚耦合到芯片间通信总线。

14.一种模式选择系统，包括：

接口引脚，耦合到可交换连接，这些可交换连接包括位时钟、字时钟和数据输入，这些接口引脚和这些可交换连接通过物理连接相关联，该字时钟和该数据输入基于该音频接口引脚与该位时钟连接并相关联而具有与这些接口引脚的预定义关联；

位时钟确定器，耦合到这些接口引脚，该位时钟确定器被配置用于将该位时钟标识为这些可交换连接中具有最高频率的一个可交换连接，并且输出该位时钟与这些接口引脚之一之间的关联；

模式确定器，耦合到该位时钟确定器的输出，该模式确定器被配置用于基于该位时钟与这些接口引脚的关联来标识并输出模式；以及

数字接口，耦合到该模式确定器并且被配置用于基于由该模式确定器标识的模式来处理该数据输入的数据。

15.如权利要求14所述的模式选择系统，其中，与该字时钟和该数据输入相关联的接口引脚是基于该位时钟相对于这些接口引脚的关联而预先确定的，并且从而提供三种模式选择。

16.如权利要求14所述的模式选择系统，其中，这些接口引脚进一步包括数据输出，与该字时钟、该数据输入和该数据输出相关联的接口引脚是基于该位时钟相对于这些接口引脚的关联而预先确定的，并且从而提供四种模式选择。

17.如权利要求14所述的模式选择系统，进一步包括：数模转换器，耦合到该模式确定器和该数字接口。

18.如权利要求14所述的模式选择系统，进一步包括：放大器，耦合到该模式确定器，用于对该数据输入上承载的数据进行放大。

19.一种模式选择系统，包括：

接口引脚，耦合到可交换连接，这些可交换连接包括位时钟和数据输入，这些接口引脚和这些可交换连接通过物理连接相关联；

位时钟确定器，耦合到这些接口引脚，该位时钟确定器被配置用于将该位时钟标识为具有最高频率的可交换连接，并且输出该位时钟与这些接口引脚之一之间的关联；

模式确定器，耦合到该位时钟确定器的输出，该模式确定器被配置用于基于该位时钟与这些接口引脚的关联来标识并输出模式；以及

数字输入部件，耦合到该模式确定器的输出，该数字输入部件是数模转换器或解调器。

20.如权利要求19所述的模式选择系统，进一步包括：多路复用器，耦合到该模式确定器的输出，该多路复用器被配置用于将与该数据输入相关联的音频接口引脚耦合到该数字输入部件的第一输入，并且被配置用于将与该位时钟相关联的音频接口引脚耦合到该数字输入部件的第二输入。

21.如权利要求19所述的模式选择系统，其中，该模式确定器被配置用于将该模式指示为采样边缘设置、滤波器设置、噪声整形设置或其组合。

22.一种操作模式选择系统的方法，该方法包括：

从可交换连接接收接口引脚上的输入，这些可交换连接包括位时钟、字时钟和数据输入；

基于标识出具有最高频率的可交换连接，确定这些接口引脚中的哪个接口引脚与该位时钟相关联；以及

基于该位时钟的关联，暗示该字时钟和该数据输入相对于这些接口引脚的关联。

23.如权利要求22所述的方法，进一步包括：通过将该位时钟与最小位时钟阈值进行比较、将该位时钟与已知位时钟频率进行比较或其组合来验证该位时钟。

24.如权利要求22所述的方法，进一步包括：基于将该字时钟的由该位时钟测量的长度与该位时钟的已知倍数进行比较来验证该字时钟。

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