自由的音乐解码器 VS1000

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所谓“自由的”，是相对于 MP3 音乐解码器来说的。 前段日子，闹得沸沸扬扬的“MP3版权”事件，使得在欧美参展的 MP3 厂商们受伤不小。事件的缘由，就是播放 MP3 音频数据需要 MP3 版权人授权，交上授权费，才能合法对 MP3 音频数据进行解码，否则就是侵权。而 VS1000 为了避开这个收费陷阱，选择了 Ogg Vorbis 格式来作为最终音频数据格式，它是免费的多媒体数据压缩格式，制作和播放数字音频全部免费。
    Ogg Vorbis 的音频压缩能力和 MP3 相比毫不逊色，甚至在相同比特率下，Ogg 压缩后的数据量比 MP3 要小，回放的音质却绝不比 MP3 差，而且不收版权费，这是欧美 DIY 兄弟们喜欢并所推崇的原因。
    VS1000  为了给用户最大的设计使用自由度，和 VS1003 MP3 系列的解码器有着很大的不同。它拥有 NAND FLASH 和 SPI 总线，可以挂接 NAND FLASH 和 SD 卡作为音频数据载体。NAND FLASH 目前的固件仅支持到 256MB，一般用于数据量不大的产品，例如报站器、闹钟、玩具、廉价音乐播放器等产品。而 SD 卡利用 SPI 总线可以访问 MMC/SD/SDHC 系列的闪存卡，容量不受限制，可以用来设计 Hi-Fi 音乐播放器。除了 Ogg 格式的媒体数据流外，它还支持 WAVE 文件的播放，可以直接播放 48KHz 的立体声 16bit 音频数据“.wav   ”文件，这个文件的媒体数据流就是 CD 上常用的音频数据，完全和 CD 音质相同。
    VS1000 内含的固件库已经将 NAND FLASH、MMC/SD/SDHC 硬件驱动和 FAT 和 FAT32 文件管理内置了，应用工程师所做的就是自己设计 UI ，用来给用户交互控制。代码存储器可以是 NAND FLASH 的 BOOT 区域，或另外加一个 SPI FLASH 存储器。VS1000 在启动时，首先检查工作模式，从对应的存储器获取应用代码，上载到指令 RAM 区，然后执行代码。这个代码 RAM 存储器有 8KB，所执行的应用程序就是接收用户的各项输入，然后调用固件库中的服务程序，设置各种工作模式，让解码器按照指定的模式来工作即可。
    在硬件上，为了降低客户的应用成本，它集成了播放器所需要的大多数外围元件：电源电子开关、USB接口、三路 LDO、NAND FLASH 接口、SPI 接口（访问 SPI 闪存和 LCD 控制器）、UART接口、23路GPIO（和NAND FLASH 接口等外设复用）、18bit D/A、滤波器、耳机音频功率放大器等等......，不可不谓强悍！
    固件库固化在 ROM 中，将 USB 驱动、通用外设管理、文件管理、数字音频解码、音频特效等全部打包在内。只要外部少量的电路元器件没接错，通上电就已经变成一个通用音乐播放器了。
    应用工程师可以编写控制代码来加强它的功能，例如配上 LCD 显示器、挂接 RTC 时钟等等，很方便地变化出各种各样的产品。这些代码可以利用 VLSI 提供的免费的开发环境开发来进行低成本的开发过程，DIY 兄弟们也可以用 VLSI 公开的资料和免费工具玩出不太费钱的强悍咚咚出来 ．
数字音频解码器版权的成本之争
对国内工程师来说，欧美出品的 MP3 音频解码器都非常贵，所以山寨 MP3 播放器都毫无例外的选择了台湾出产的解码器。虽然品质比较糟糕，但价格和欧美解码器相比，的确低的很出奇。
    欧美解码器的“贵！”，是有原因的：
    一、材料成本 - 小的集成电路是在一片大硅圆上切割出来的，一片大硅圆可以制造几百片或几千片、甚至上万片小集成电路。但是，由于制造工艺的限制，大硅圆制造出来的集成电路只有在中心区才是质量最好的，越靠近边缘则质量越差，最外几圈的基本是废品。硅圆外缘的面积是相当大的，这一片区域所能切割出的集成电路占了一片大硅圆的相当一部分数量。欧美的厂商为了保证品质和降低成本，会采取折中方式，根据硅圆切割前的品质，决定直接抛弃外缘多少圈的产品，然后用仪器检测剩下的产品，挑出不良品，最后对合格的产品进行封装，二次检测后才正式出售。所以，一片大硅圆理论上可以生产的集成电路数量，实际产出的数量可能还不到理论值上的一半。
    二、授权费 - 名义上的 MP3 解码器实际上支持很多种不同压缩格式的数字音乐格式，每支持一种，就要交一笔授权费。一般来说，MP3 的授权费是这样算的：最小量20000pcs/批次，USD$0.50/片。其它音乐格式也是差不多，例如微软的 WMA 格式也需要交播放授权费，甚至对其格式中包含的加强音频数据压缩功能进行不同价格的收费。所以价格是好几个美金的解码器居然有一大半是授权费用。
    国产解码器的“廉！”，原因如下：
    一、材料成本 - 大硅圆上在内圈切割出的产品品质最好，合格率很高，所以就不检测或抽测，减少检测费用，作为正品出售。中间部位的产品进行检测筛选，挑出合格品作为正品出售。外缘的产品简单筛选，挑出可以用的产品（注意，“可以用”不代表是完全合格的），作为副品，一般出售给小客户或次等客户。最后打包所有剩下的产品，不分好坏，论批或论斤卖给收角料的商人，这样也能收一点钱回来。收角料的商人再用土办法，一点点挑出能用的产品再出售，最后的废料被扔掉。当客户在加工中有坏品退回时，就用副品顶替正品还给客户，别指望能换到正品。
    二、授权费 - 找中国解码器生产商收版权费是不要指望的，呵呵！所以欧美的音频版权所有人对大陆生产的 MP3 音乐播放器恨得咬牙切齿！才搞出了沸沸扬扬的“MP3版权”事件！省掉了好几个美金的版权费，售价比欧美解码器便宜一点，实际上让中国解码器生产商赚到翻几个跟头，他们要是扯什么“成本高，赚得很少，不好混啊！”，那是纯粹瞎扯蛋！
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与VS1000 相关 的资料和开发工具原版可以在此下载: http://www.vlsi.fi/en/support/evaluationboards/vs1000developerboard.html