aggiornamento di alcuni file e revisione directory repository 202608012135
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,588 @@
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# HubAudio
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# Bus Architecture and Preliminary Pin Assignment
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**Document:** Hardware Interface Definition
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**Revision:** 0.1
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**Status:** Preliminary Design
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**Controller:** ESP32-S3
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# 1. Purpose
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This document defines the preliminary hardware interfaces between the ESP32-S3 system controller and all HubAudio modules.
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The purpose is to establish:
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- bus ownership
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- GPIO allocation
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- peripheral assignment
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- boot-safe pins
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- expansion possibilities
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This document must be reviewed before PCB routing.
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# 2. Design Rules
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The following rules apply:
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## Rule 1
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The ESP32-S3 controls configuration only.
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Audio data does not pass through the MCU.
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## Rule 2
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All audio sources connect directly to ADAU1467.
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SOURCE
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I2S
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ADAU1467
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## Rule 3
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Every external module must be identifiable.
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Identification:
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24AA025E48T-I/OT
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# 3. ESP32-S3 Peripheral Allocation
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## 3.1 Overview
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| Function | Interface |
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|-|-|
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| Radio control | SPI |
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| DSP control | I2C |
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| Module EEPROM | I2C |
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| Bluetooth control | UART |
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| Debug | USB/JTAG |
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| Expansion | Reserved GPIO |
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# 4. Proposed GPIO Map
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## 4.1 I2C Bus
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Shared bus:
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| Signal | ESP32-S3 GPIO | Devices |
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|-|-|-|
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| SDA | GPIO8 | EEPROM, ADAU1467 |
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| SCL | GPIO9 | EEPROM, ADAU1467 |
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Notes:
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- keep traces short
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- external pull-ups required
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- address conflicts must be checked
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# 4.2 SPI Bus
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Used for radio and memories.
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| Signal | ESP32-S3 GPIO | Function |
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|-|-|-|
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| SCLK | GPIO12 | SPI Clock |
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| MOSI | GPIO11 | SPI Data |
|
||||
| MISO | GPIO13 | SPI Data |
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| CS_RADIO | GPIO10 | Si4684 |
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||||
| CS_FLASH | GPIO14 | External memories |
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# 4.3 UART Bus
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Bluetooth modules:
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## BT RX
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| Signal | GPIO |
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|-|-|
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||||
| TX ESP32 | GPIO17 |
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||||
| RX ESP32 | GPIO18 |
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## BT1035 TX
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Second UART:
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||||
| Signal | GPIO |
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|-|-|
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| TX ESP32 | GPIO43 |
|
||||
| RX ESP32 | GPIO44 |
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Notes:
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||||
ESP32-S3 provides multiple UART peripherals.
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# 4.4 Module Control GPIO
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| Signal | GPIO | Function |
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|-|-|-|
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||||
| RADIO_RESET | GPIO4 | Si4684 reset |
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| DSP_RESET | GPIO5 | ADAU1467 reset |
|
||||
| BT_RX_RESET | GPIO6 | BT receiver reset |
|
||||
| BT_TX_RESET | GPIO7 | BT1035 reset |
|
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---
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||||
# 5. Si4684 Interface
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||||
## Control
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|
||||
SPI:
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||||
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||||
|
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|
||||
ESP32-S3
|
||||
|
||||
SCLK
|
||||
|
|
||||
Si4684 CLK
|
||||
|
||||
MOSI
|
||||
|
|
||||
Si4684 SDIO
|
||||
|
||||
CS
|
||||
|
|
||||
Si4684 CS
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Control:
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
GPIO4
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
RESET
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Interrupt:
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|
||||
Si4684 IRQ
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||||
|
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||||
|
||||
ESP32 GPIO
|
||||
|
||||
|
||||
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||||
# 6. ADAU1467 Interface
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||||
## Control Interface
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||||
Preferred:
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||||
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||||
|
||||
I2C
|
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||||
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|
||||
ESP32-S3
|
||||
|
||||
SDA
|
||||
|
||||
SCL
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
ADAU1467
|
||||
|
||||
|
||||
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||||
Used for:
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||||
- volume
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- routing
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||||
- DSP parameters
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# 7. Bluetooth TX Interface
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||||
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||||
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||||
Device:
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||||
FSC-BT1035
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||||
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||||
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||||
## Control
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|
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|
||||
UART:
|
||||
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||||
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||||
|
||||
ESP32-S3
|
||||
|
||||
TX
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
BT1035 RX
|
||||
|
||||
ESP32-S3
|
||||
|
||||
RX
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
BT1035 TX
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
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||||
## Audio
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||||
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||||
I2S:
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||||
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|
||||
ADAU1467
|
||||
|
||||
|
|
||||
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||||
|
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||||
|
||||
BT1035
|
||||
|
||||
BCLK
|
||||
|
||||
LRCLK
|
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||||
DATA
|
||||
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||||
The clock direction must be verified.
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||||
Preferred:
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||||
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||||
ADAU1467 master.
|
||||
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||||
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---
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||||
# 8. Bluetooth RX Interface
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||||
Device:
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||||
FSC-BT1026 or equivalent.
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## Control
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UART:
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||||
ESP32-S3
|
||||
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||||
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|
||||
BT RX Module
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---
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## Audio
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||||
BT RX
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||||
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||||
I2S OUT
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||||
ADAU1467 INPUT
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||||
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# 9. I2S Architecture
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## Important Design Decision
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Multiple I2S sources are not connected together.
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Wrong:
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||||
Si4684
|
||||
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||||
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||||
BT RX
|
||||
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||||
+------ I2S ------ ADAU1467
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||||
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||||
|
||||
Correct:
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||||
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||||
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||||
Si4684
|
||||
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||||
I2S Port 0
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||||
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||||
|
|
||||
|
||||
|
|
||||
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||||
ADAU1467
|
||||
|
||||
BT RX
|
||||
|
||||
I2S Port 1
|
||||
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||||
|
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||||
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||||
|
|
||||
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||||
ADAU1467
|
||||
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||||
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||||
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||||
The ADAU1467 internal serial ports perform routing.
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# 10. Proposed ADAU1467 Serial Port Allocation
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| DSP Port | Device | Direction |
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|-|-|-|
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||||
| Serial Input 0 | Si4684 | RX |
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| Serial Input 1 | BT RX | RX |
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| Serial Output 0 | DAC | TX |
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| Serial Output 1 | BT1035 | TX |
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---
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# 11. EEPROM Bus
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||||
All modules include:
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24AA025E48T
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||||
Example:
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||||
| Module | Address |
|
||||
|-|-|
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||||
| Main Board | 0x50 |
|
||||
| Radio | 0x51 |
|
||||
| Bluetooth | 0x52 |
|
||||
| DSP | 0x53 |
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||||
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||||
|
||||
Address selection must be verified.
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||||
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||||
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---
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||||
# 12. Reserved Expansion Interface
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Future modules:
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Possible:
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- external DAC
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- amplifier module
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- display
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- sensors
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||||
- remote control
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||||
Reserved:
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||||
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||||
|
||||
SPI
|
||||
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||||
I2C
|
||||
|
||||
UART
|
||||
|
||||
I2S
|
||||
|
||||
GPIO
|
||||
|
||||
Power
|
||||
|
||||
|
||||
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||||
---
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||||
# 13. Boot Safety Review
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||||
ESP32-S3 boot pins must be checked.
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||||
Before PCB release:
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||||
Verify:
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- GPIO assignment
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||||
- strapping pins
|
||||
- pull-up/pull-down resistors
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||||
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||||
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||||
No external device must force an incorrect boot state.
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||||
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||||
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||||
---
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||||
# 14. Recommended Connector Between Modules
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||||
For removable modules:
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||||
Example:
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||||
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||||
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||||
MODULE HEADER
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||||
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||||
1 3.3V
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||||
2 GND
|
||||
3 SDA
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||||
4 SCL
|
||||
5 UART TX
|
||||
6 UART RX
|
||||
7 RESET
|
||||
8 IRQ
|
||||
9 I2S BCLK
|
||||
10 I2S LRCLK
|
||||
11 I2S DATA
|
||||
12 RESERVED
|
||||
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||||
|
||||
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---
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||||
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||||
# 15. Final Review Before Schematic
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||||
Before drawing schematic:
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||||
Check:
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||||
[ ] ESP32-S3 GPIO availability
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||||
[ ] Boot strap conflicts
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||||
[ ] I2S clock ownership
|
||||
|
||||
[ ] Module power consumption
|
||||
|
||||
[ ] RF placement
|
||||
|
||||
[ ] EEPROM addressing
|
||||
|
||||
[ ] Firmware update paths
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# END
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||||
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
@@ -0,0 +1,519 @@
|
||||
# HubAudio
|
||||
# Power Management Architecture
|
||||
|
||||
**Document:** Power Management Design Specification
|
||||
**Revision:** 0.1
|
||||
**Status:** Design Phase
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||||
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||||
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||||
# 1. Overview
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||||
|
||||
The HubAudio platform requires a sophisticated power management architecture.
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||||
|
||||
The system combines:
|
||||
|
||||
- ESP32-S3 high performance MCU with WiFi
|
||||
- ADAU1467 professional audio DSP
|
||||
- Si4684 FM/DAB receiver
|
||||
- Bluetooth audio transmitter
|
||||
- Bluetooth audio receiver
|
||||
- battery operation
|
||||
- remote monitoring capability
|
||||
|
||||
|
||||
The power system is therefore not considered a simple voltage regulator stage, but a complete energy management subsystem.
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 2. Design Philosophy
|
||||
|
||||
The selected architecture follows these principles:
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||||
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||||
- single intelligent PMIC
|
||||
- integrated battery management
|
||||
- multiple independent power rails
|
||||
- I2C monitoring
|
||||
- controlled power sequencing
|
||||
- ability to disable unused subsystems
|
||||
- separated digital and audio power domains
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 3. Selected Main PMIC
|
||||
|
||||
## Texas Instruments TPS65217CRSLR
|
||||
|
||||
|
||||
The TPS65217 is selected as the main power management IC.
|
||||
|
||||
|
||||
Reasons for selection:
|
||||
|
||||
|
||||
- integrated Li-Ion battery charger
|
||||
- power path management
|
||||
- multiple switching regulators
|
||||
- LDO outputs
|
||||
- I2C configuration
|
||||
- programmable sequencing
|
||||
- fault monitoring
|
||||
|
||||
|
||||
Although originally designed for embedded processor systems, its architecture is suitable for HubAudio due to the need for multiple controlled power domains.
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 4. Power Tree
|
||||
|
||||
|
||||
Proposed architecture:
|
||||
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||||
|
||||
USB-C / External Power
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
TPS65217CRSLR
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
+----------------+----------------+
|
||||
|
||||
| | |
|
||||
|
||||
DCDC1 DCDC2 DCDC3
|
||||
|
||||
| | |
|
||||
|
||||
3.3V_DIGITAL 3.3V_AUDIO 5V
|
||||
|
||||
| |
|
||||
|
||||
| |
|
||||
|
||||
ESP32-S3 Audio/RF domain
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
Ferrite filtering
|
||||
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
+-----------+-----------+
|
||||
|
||||
| | |
|
||||
|
||||
ADAU1467 Si4684 Bluetooth
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 5. Power Domains
|
||||
|
||||
|
||||
## 5.1 Digital Domain
|
||||
|
||||
|
||||
Voltage:
|
||||
|
||||
3.3V_DIGITAL
|
||||
|
||||
|
||||
Consumers:
|
||||
|
||||
|
||||
- ESP32-S3
|
||||
- EEPROM
|
||||
- logic peripherals
|
||||
- communication interfaces
|
||||
|
||||
|
||||
Requirements:
|
||||
|
||||
|
||||
- high transient capability
|
||||
- low impedance supply
|
||||
|
||||
|
||||
Main concern:
|
||||
|
||||
ESP32-S3 WiFi current peaks.
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 5.2 Audio / RF Domain
|
||||
|
||||
|
||||
Voltage:
|
||||
|
||||
3.3V_AUDIO
|
||||
|
||||
|
||||
Consumers:
|
||||
|
||||
|
||||
- ADAU1467
|
||||
- Si4684
|
||||
- BT1035
|
||||
- Bluetooth RX module
|
||||
|
||||
|
||||
This rail must be isolated from digital noise.
|
||||
|
||||
|
||||
Recommended:
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
3.3V_AUDIO
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
ferrite bead
|
||||
|
||||
|
|
||||
|
||||
audio devices
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# 5.3 5V Domain
|
||||
|
||||
|
||||
Possible consumers:
|
||||
|
||||
|
||||
- DAC
|
||||
- amplifier
|
||||
- future peripherals
|
||||
|
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This rail is kept independent from sensitive audio electronics.
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# 6. Battery Management
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The TPS65217 provides:
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- Li-Ion charging
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- battery monitoring
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- power path control
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- protection mechanisms
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Battery:
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Single cell Li-Ion
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3.7V nominal
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4.2V charged
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# 7. Power Monitoring
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## 7.1 Decision
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The TPS65217 already provides battery management.
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An additional current monitor is not required for system operation.
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However, HubAudio benefits from detailed subsystem monitoring.
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A dedicated I2C power monitor is therefore added for the audio domain.
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# 8. Selected Current Monitor
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## Texas Instruments INA226
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The INA226 is selected as the default power monitoring device.
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Purpose:
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Measure the audio subsystem consumption.
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Monitored rail:
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TPS65217
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3.3V_AUDIO
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INA226
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ADAU1467
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Si4684
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Bluetooth
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# 9. INA226 Functions
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The INA226 provides:
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- bus voltage measurement
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- shunt voltage measurement
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- current measurement
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- power calculation
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- I2C communication
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The ESP32-S3 can periodically read:
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Voltage
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Current
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Power
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Example:
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```json
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{
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"audio_voltage":3.30,
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||||
"audio_current":180,
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||||
"audio_power":0.59
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}
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10. INA228 Evaluation
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The INA228 has been evaluated as an alternative.
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Advantages:
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higher resolution ADC
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higher precision
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energy accumulation
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advanced power analysis
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Typical application:
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laboratory measurements
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industrial systems
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precision battery analysis
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For HubAudio:
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Not selected as default.
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Reason:
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The additional precision is not necessary because:
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battery management is already handled by TPS65217
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audio subsystem consumption does not require laboratory accuracy
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11. Future Compatibility
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The PCB should allow optional replacement:
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INA226 footprint compatible with INA228 evaluation.
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Possible versions:
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Standard
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TPS65217
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||||
+
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INA226
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||||
Engineering / Pro Version
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||||
TPS65217
|
||||
+
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||||
INA228
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12. I2C Monitoring Bus
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The power monitoring devices share the system I2C bus.
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Example:
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ESP32-S3
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||||
I2C
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+---- EEPROM
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||||
+---- ADAU1467
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||||
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||||
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||||
+---- INA226
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||||
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+---- TPS65217
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13. Power Sequencing
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Startup sequence:
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||||
Battery connected
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||||
TPS65217 initialization
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||||
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||||
3.3V_DIGITAL enabled
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||||
ESP32-S3 boot
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||||
Module detection
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||||
Enable audio domain
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||||
Initialize DSP
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||||
|
||||
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||||
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||||
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||||
Enable RF modules
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14. Controlled Shutdown
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The ESP32-S3 can disable:
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||||
Bluetooth TX
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||||
Bluetooth RX
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||||
Si4684
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||||
ADAU1467
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||||
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||||
Example:
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||||
Standby:
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||||
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||||
ESP32-S3 ON
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||||
WiFi ON
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||||
Audio OFF
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||||
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||||
Radio OFF
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||||
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||||
Bluetooth OFF
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15. PCB Layout Requirements
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Critical:
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Switching regulators
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||||
Keep away from:
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ADAU1467
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DAC
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||||
RF sections
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Audio supply
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Use:
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short traces
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filtering
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dedicated return paths
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Decoupling
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||||
Every IC requires local decoupling.
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||||
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||||
Additional filtering is required for:
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DSP supply
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||||
RF supply
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16. Final Decision
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The HubAudio power architecture is:
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||||
TPS65217CRSLR
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|
||||
+
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||||
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||||
Separate audio power domain
|
||||
|
||||
+
|
||||
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||||
INA226 monitoring
|
||||
|
||||
+
|
||||
|
||||
Optional INA228 upgrade
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
This provides:
|
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|
||||
professional power management
|
||||
battery operation
|
||||
remote diagnostics
|
||||
future scalability
|
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END DOCUMENT
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