AKM AK4951AEN Evaluation Board Manual

[AKD4951AEN-B]

<KM121002> 2016/09

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概要

AKD4951AEN-Bは、マイクアンプ、ヘッドフォンアンプ、スピーカアンプを内蔵した低消費電力の24bit ス

テレオCODEC、AK4951AENの評価用ボードです。当社A/Dコンバータの評価用ボードとのインタフェ

ースを装備しており、手軽に評価可能です。更にディジタルインタフェースにも対応しており、光コネ

クタを介してディジタルオーディオ機器とインタフェース可能です。

 オーダリングガイド

AKD4951AEN-B --- AK4951AEN評価ボード

(コントロールソフトを同梱。)

機能

 2種類のインタフェースを装備

- 当社A/Dコンバータ評価ボードとダイレクトにインタフェース

- DIT, DIRにより、光入出力が可能

 ボード制御用USBポート

Mini

Jack

Digital

MIC

TVDD

DVDD

AVDD SVDD

REG

3.3V

1.8V3.3V 3.3V 3.3V

GND1

0V

HP

Jack

REG1

5V

SPK

SPP SPN

LINE

-

OUT

Jack

AK4951AEN

Opt In

Opt Out

PIC4550

AK4118A

(DIT/DIR)

External

Clock

LIN1

RIN1

LIN2

RIN2

LIN3

RIN3

USB

LDO

(T3)

1.8V

REG

Figure 1. AKD4951AEN-Bブロック図

* 回路図、パターン図は文末に添付。

AK

D4951

A

EN

-

B

AK4951

A

EN

評価用

ボード

Rev.

2

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 操作手順

(1) 電源の配線

(1-1) レギュレータから電源を供給する場合：<Default>

JP3

SVDD

JP17

USB5V

1.8V

5V

3.3V

電源の接続

名称色電圧内訳

REG1 赤 5V レギュレータへの入力

GND1 黒 0V グランド

Table 1. 電源の配線

(1-2) USB5Vから電源を供給する場合

JP3

SVDD

JP17

USB5V

1.8V

5V

3.3V

(2) 評価モード、JPピン、DIPスイッチの設定(以下参照)

(3) 電源投入

電源投入後、必ず一度リセットを行って下さい。

AK4951AEN、AK4118Aのリセット：SW1(トグルスイッチ)を一度“L”側に倒して、AK4951AEN、

AK4118Aのパワーダウンを行ってから“H”側に戻してパワーダウンを解除した後に、コントロール

ソフトのDummy Commandボタンを押して下さい。

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 評価モード

AK4118Aを使用してAK4951AENを評価する場合は、必ずAK4951AENとAK4118Aのオーディオインタ

フェースを一致させて下さい。AK4951AENのオーディオインタフェースフォーマットに関しては、

AK4951AENのデータシート、AK4118AのオーディオインタフェースフォーマットはTable 2.をそれぞれ

参照して下さい。

AK4118Aはfs=32kHz以上に対応します。fs=32kHz未満で評価する場合は他のモードをお使い下さい。

また、AK4118AのMCLKは256fs、512fsに対応します。これ以外の条件で評価する場合は他のモードを

お使い下さい。

AK4951AENのレジスタ設定に関しては、AK4951AENデータシートを参照して下さい。

対応可能な評価モード

(1) AK4118AのDIT機能を使ったA/D部の評価

(1-1) External Slave Modeでの設定

(2) AK4118AのDIR機能を使ったD/A部の評価 <Default>

(2-1) External Slave Modeでの設定

(3) 外部クロックを使ったA/D部、D/A部の評価

(3-1) PLL Master Modeでの設定

(3-2) PLL Slave Modeでの設定

(3-3) External Slave Modeでの設定

(4) A/D → D/Aループバックの評価

(4-1) PLL Master Modeでの設定

(4-2) PLL Slave Modeでの設定

(4-3) External Slave Modeでの設定

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AK4118AのDIT機能を使用したA/D部の評価

(1-1) External Slave Modeでの設定

水晶発振子X1(12.288MHz)及びPORT2(光出力)を使用します。PORT1には何も接続しないで下さい。

AK4951AENのレジスタをEXT Slave Modeに設定します。AK4118AからMCKI, BICK, LRCKを供給し、

SDTOをAK4118Aに供給します。

[JPの設定]

JP11

MCKI

JP14

BICK

JP12

LRCK

DIR

EXT

DIR

EXT

JP15

DIR

EXT

SDTO

AK4118AのDIR機能を使用したD/A部の評価 <Default>

(2-1) External Slave Modeでの設定

PORT1(光入力)を使用します。PORT2には何も接続しないで下さい。

AK4951AENのレジスタをEXT Slave Modeに設定します。

[JPの設定]

JP11

MCKI

JP14

BICK

JP12

LRCK

DIR

EXT

DIR

EXT

DIR

EXT

DIR

EXT

JP13

SDTI

DIR

ADC

JP10

SDTI-SEL

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外部クロックを使ったA/D部、D/A部の評価

外部クロックを使用して評価します。PORT1, PORT2には何も接続しないで下さい。

(3-1) PLL Master Modeでの設定

JP11のMCKIからマスタクロックを入力し、AK4951AEN内蔵のPLLにより BICK, LRCKを生成し出力し

ます。

AK4951AENのレジスタをPLL Master Modeに設定します。

JP11からMCKI, JP13からSDTIを入力し、JP12からLRCK, JP14からBICK, JP15からSDTOを出力します。

AK4951AEN

DSP or P

BICK

LRCK

SDTO

SDTI

BCLK

LRCK

SDTI

SDTO

MCKI

1fs

32fs, 64fs

11.2896MHz, 12MHz, 12.288MHz

13.5MHz, 24MHz, 27MHz

Figure 2. PLL Master Mode

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(3-2) PLL Slave Modeでの設定

JP14のBICKに入力されるクロックを基準に、AK4951AEN内蔵PLLにてAK4951AENに必要なクロック

を生成します。

AK4951AENのレジスタをPLL Slave Mode (Reference Clock = BICK)に設定します。

JP14からBICK, JP12からLRCK, JP13からSDTIを入力し、JP15からSDTOを出力します。

AK4951AEN

DSP or P

MCKI

BICK

LRCK

SDTO

SDTI

BCLK

LRCK

SDTI

SDTO

1fs

32fs, 64fs

Figure 3. PLL Slave Mode 2(PLL Reference Clock: BICK pin)

[JPの設定]

JP11

MCKI

DIR

EXT

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(3-3) External Slave Mode での設定

AK4951AENのレジスタをEXT Slave Modeに設定します。

JP11からMCLK, JP14からBICK, JP12からLRCK, JP13からSDTIを入力し、JP15からSDTOを出力します。

AK4951AEN

DSP or P

MCKI

BICK

LRCK

SDTO

SDTI

BCLK

LRCK

SDTI

SDTO

1fs

 32fs

MCLK

256fs,384fs

512fs or 1024fs

Figure 4. EXT Slave Mode

A/D → D/Aループバックでの評価

(4-1) PLL Master Modeでの設定

PORT1、PORT2には何も接続しないで下さい。

AK4951AENのレジスタをPLL Master Modeに設定して下さい。

(4-1-1) JP11(MCKI)からマスタクロック(MCKI)を供給する場合

[JPの設定]

JP15

DIR

EXT

JP13

SDTO

SDTI

DIR

ADC

JP10

SDTI-SEL

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(4-2) PLL Slave Modeでの設定

AK4951AENのレジスタをPLL Slave Mode(Reference Clock: BICK)に設定して下さい。

PORT1、PORT2には何も接続しないで下さい。

(4-2-1) JP14からBICK, JP12からLRCKを供給する場合

[JPの設定]

JP11

MCKI

JP15

DIR

EXT

DIR

EXT

JP13

SDTO

SDTI

DIR

ADC

JP10

SDTI-SEL

(4-3) External Slave Modeでの設定

AK4951AENのレジスタをEXT Slave Modeに設定します。

PORT1、PORT2には何も接続しないで下さい。

(4-3-1) AK4118Aから全てのクロックを入力する場合

X1(12.288MHz)を使用します。

[JPの設定]

JP11

MCKI

JP14

BICK

JP12

LRCK

DIR

EXT

DIR

EXT

JP15

DIR

EXT

DIR

EXT

JP13

SDTO

SDTI

DIR

ADC

JP10

SDTI-SEL

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 DIPスイッチの設定

[S1] (SW DIP-4): AK4118Aの評価モードの設定

No. Name ON (“H”) OFF (“L”) Default

1 OCKS1 AK4118A Master Clock Setting :Table 4.参照 L

2 DIF0

AK4118A Audio Format Setting

Table 3.参照

L

3 DIF1 L

4 DIF2 H

Table 2. AK4118Aのモード設定

Mode DIF2 DIF1 DIF0 DAUX SDTO

LRCK BICK

I/O I/O

0 0 0 0 24bit, Left justified 16bit, Right justified H/L O 64fs O

1 0 0 1 24bit, Left justified 18bit, Right justified H/L O 64fs O

2 0 1 0 24bit, Left justified 20bit, Right justified H/L O 64fs O

3 0 1 1 24bit, Left justified 24bit, Right justified H/L O 64fs O

4 1 0 0 24bit, Left justified 24bit, Left justified H/L O 64fs O

Default

5 1 0 1 24bit, I

2

S 24bit, I

2

S L/H O 64fs O

6 1 1 0 24bit, Left justified 24bit, Left justified H/L I 64 -128fs I

7 1 1 1 24bit, I

2

S 24bit, I

2

S L/H I 64 -128fs I

Table 3. AK4118A Audio Format Setting

OCKS1 MCKO1 X’tal

Default

0 256fs 256fs

1 512fs 512fs

Table 4. AK4118A Master Clock Setting

 トグルスイッチの動作 (上方が“H”、下方が“L”です)

[SW1] (PDN): AK4951AEN, AK4118Aのパワーダウン。動作中は“H”側に倒します。

電源投入後、必ず一度“L”を入力して下さい。

 シリアルコントロール

AKD4951AEN-BはPCのUSBポートを使用してコントロール可能です。USBケーブルでUSBコネクタ

(PORT3)とPCのUSBポートを接続して下さい。

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 アナログ入出力回路

(1) 入力回路について

Figure 5. LIN1/RIN1, LIN2/RIN2, LIN3/RIN3入力回路

(1-1) LIN1/RIN1 を入力する場合 <Default>

J1からLIN1/RIN1 を入力します。

LIN1/RIN1へMic Powerを供給しない場合は、JP6, JP7をOpenにして下さい。

JP

4

JP

5

JP2

RIN

-

SEL

JP1

LIN

-

SEL

LIN3

LIN2

LIN1

RIN3

RIN2

RIN1

JP6

JP7

DMDT DMCK MP-LIN1 MP-RIN1

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(1-2) LIN2/RIN2 を入力する場合

J1からLIN2/RIN2を入力します。

LIN2/RIN2へMic Powerを供給しない場合は、JP8, JP9をOpenにして下さい。

JP

8

JP

9

JP2

RIN

-

SEL

JP1

LIN

-

SEL

LIN3

LIN2

LIN1

RIN3

RIN2

RIN1

MP-RIN2MP-LIN2

(1-3) LIN3/RIN3を入力する場合

J1からLIN3/RIN3を入力します。

JP2

RIN

-

SEL

JP1

LIN

-

SEL

LIN3

LIN2

LIN1

RIN3

RIN2

RIN1

(1-4) デジタルマイクから入力する場合

JP5からDMCKを出力し、 JP4からDMDTを入力します。

JP

4

JP

5

DMDT DMCK

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(2) 出力回路について

(2-1) HPL/HPR 出力

R17

33

R18

33

C28

0.22u

C29

0.22u

VSS1

J2 HP-OUT

1

2

3

HPR

HPL

Figure 6. HPL/HPR出力回路

J2(ミニジャック)からHPL/HPR を出力します。

(2-2) スピーカー出力

TP2

SPN

1

TP1

SPP

1

SPN

SPP

Figure 7. SPP/SPN出力回路

TP1, TP2からSPP/SPNを出力します。

(2-3) ステレオライン出力

J3 LINE-OUT

1

2

3

+

C25 1u

+

C24 1u

R16

22k

R15

22k

VSS3

ROUT

LOUT

Figure 8. LOUT/ROUT出力回路

J3(ミニジャック)からLOUT/ROUTを出力します。

 当社では回路例の使用によるトラブルについて一切の責任は負いません。

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AK4951AENコントロールソフトマニュアル

■評価ボードとコントロールソフトの設定

1.評価ボードを適宜、設定して下さい。

2.評価ボードとPC をUSB ケーブルで接続して下さい。

3.USBコントロールは、PC 上ではHID (Human Interface Device) として認識されます。

4.コントロールプログラム (akd4951aen-b.exe) を立ち上げてください。(Note 1)

左下に”AKDUSBIF-B” と表示されない場合は、PC とUSB ケーブルを再度接続し直して

[Port Reset] ボタンを押して下さい。

5.適宜、操作を行い評価してください。

Figure 9. Window of Control Soft

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■操作説明

コントロールソフトでは、ファンクション機能、レジスタマップ操作を行えます。

これらは、上部のタブで切り替えます。

頻繁に使用するレジスタ初期設定ボタン等は、切り替え画面の外側に配置されています。

各ボタンから呼び出されるダイアログの詳細は「■各ダイアログ機能の説明」を参照してください。

1. [Port Reset]: メインボード上のUSB ポートにリセットを行います。

ソフト起動後PC とUSB コントロールを接続した場合、このボタンをクリックしてください。

2. [Write Default]: レジスタを初期設定にします。

3. [All Write]: 現在表示されているレジスタ値を全て書き込みます。

4. [All Read]: AK4951A の全てのレジスタ値を全て読み出し、レジスタマップに表示します。

5. [Save]: [Save Address of Register] ダイアログを立ち上げます。

6. [Load]: ファイルに保存してあるデータの書き込みを実行します。

7. [All Reg Write]: [All Reg Write] ダイアログを立ち上げます。

8. [Sequence]: [Sequence] ダイアログを立ち上げます。

9. [Sequence (File)]: [Sequence(File)] ダイアログを立ち上げます。

10. [Read]: 現在のレジスタを読み出して、Register 欄に表示します。

[All Read] ボタンとは異なり16 進表示のみを行い、レジスタマップへの反映は行いません。

11. [Dummy Command]: ダミーコマンドを書き込みます(Note 1)。

Note 1. 評価ボードに電源を投入し、SW1, SW2(トグルスイッチ) を一度“L” 側に倒して、AK4951A、

AK4118A のパワーダウンを行ってから“H” に戻してパワーダウンを解除した後に必ず一度

[Dummy Command] ボタンを押して、初期化を行ってください。

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■各タブ機能の説明

1. [Function] タブ: ファンクション機能

各ボタンを押すと各機能の動作を実施します。

(設定ダイアログに関しては「■各ダイアログ機能の説明」を、ファンクション機能実施時の設定に関

しては「■シーケンス処理の説明」を参照してください)

Figure 10. [Function] Window

[Function] ボタン : ボタン名の機能のシーケンス処理を実施します。(1- 1 参照)

設定ダイアログボタン : 各設定ダイアログを呼び出します。(1- 2 参照)

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1- 1. [Function] ボタン

Figure 11. [Function] Button

ボタン名の機能のシーケンス処理を実行して、複数のレジスタを更新します。

主にパス設定で使用します。

Function Name Description Input Output Path

Recording_MIC+18dB

(ALC, AHPF ON)

マイク入力録音

(ステレオ)

LIN1,

RIN1

SDTO LIN1,RIN1→MIC-AMP(+18dB)→ADC

→Digital Filter→SDTO

Recording_DigitalMIC

(AHPF, ALC ON)

デジタルマイク

入力録音(ステレオ)

DMDAT SDTO DMDAT*→Digital Filter→SDTO

* Digital MICの時、LIN1がDMDATに

変わります。

Playback_Headphone

ヘッドフォン出力

SDTI LOUT,

ROUT

SDTI→DAC→HPL,HPR

Playback_Speaker

(ALC ON)

スピーカ出力

SDTI SPP

SPN

SDTI→ALC→DAC→SPP,SPN

Playback_Lineout

ラインアウト出力

SDTI LOUT,

ROUT

SDTI→DAC→LOUT,ROUT*

* Digital Filter も通過します。

Loopback_Headphone

(ALC, AHPF ON)

ループバック

(マイク入力録音、

ヘッドフォン出力)

LIN1,

RIN1

HPL

HPR

LIN1,RIN1→ADC→Digital Filter→DAC

→HPL,HPR

Table 5. Sequence Process Setting

※クロックモード、I/F モードは変更されません。AK4951A のデフォルト設定は以下となっています。

クロックモード：外部クロックモード(スレーブ)

I/F モード：24bit MSB Justified

サンプリングレート：48 kHz

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1- 2. 設定ダイアログボタン

Figure 12. Setting Dialog button

[System Clock Audio I/F] ボタン : システムクロックおよびオーディオI/F 設定ダイアログの呼び出し

[MIC – ADC Setting] ボタン : 入力セレクト、入力レベル、マイクゲイン、マイク感度調整

ダイアログの呼出し

[Digital MIC Setting] ボタン : デジタルマイク設定ダイアログの呼び出し

[Digital Filter] ボタン : プログラマブルディジタルフィルタ設定ダイアログの呼び出し

[ALC Setting] ボタン : ALC 設定ダイアログの呼び出し

[DAC Setting] ボタン : 出力セレクト、出力レベル設定ダイアログの呼び出し

[BEEP Setting] ボタン : BEEP 出力設定ダイアログの呼び出し

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2. [REG] タブ: レジスタマップ

レジスタの書込み、読み込みを実施する画面です。

レジスタマップの各ビットは押しボタンとなっています。

マウスにより操作することでレジスタの更新を実施します。

“H”または “1” はボタンDown 状態、赤字 (Read Only では濃い赤) 表示、

“L”または “0” はボタンUp 状態、青字 (Read Only ではグレー) 表示が行われます。

Read Only のレジスタに関してはグレーアウト状態となりマウスによる操作は不可となります。

データシートで定義されていない部分は“---” で表示されます。

Figure 13. [REG] Window

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2-1. [Write]: データ書き込みダイアログ

同じアドレス上の複数のbit を同時に変更する場合に使用します。

レジスタマップの各レジスタに対応した[Write] ボタンをクリックし、

ダイアログを立ち上げます。

チェックボックスをチェック(点がチェックした印です) すると、データは“H” または“1” になり、

チェックしなければデータは“L” または“0” になります。

各レジスタに対応したダイアログがあります。

入力した値をレジスタに書き込む場合は[OK] ボタンを、書き込まない場合は[Cancel] ボタンを

押して下さい。

Figure 14. [Register Set] Window

2-2. [Read]: データ読み込み実施

レジスタマップの各レジスタに対応した[Read] ボタンをクリックすると、

各レジスタの読み込みを実施します。

各レジスタの読み込み完了後、レジスタの状態に合わせて表示の更新が行われます。

“H” または“1” ではボタンDown 状態、赤字 (Read Only では濃い赤) 、

“L” または“0” ではボタンUp 状態、青字(Read Only ではグレー) に表示されます。

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■各ダイアログ機能の説明

1. [Save]: [Save Address of Register] ダイアログ

メイン画面で[Save] ボタンを押すと保存アドレス設定ダイアログが開きます。

Figure 15. [Save] Window

[All Address] チェックボタン : ON のとき、全レジスタアドレスの設定値を保存します。

[Start Address] エディットボックス : [All Address] がOFF のとき、保存を開始するレジスタアドレス

を指定してください。

[End Address] エディットボックス : [All Address] がOFF のとき、保存を終了するレジスタアドレス

を指定してください。

[OK] ボタン : 保存するファイルを指定して、レジスタ設定値の保存を実行します。

[Cancel] ボタン : 処理を中止します。

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