VS1011e
VS1011e - MP3 AUDIO DECODER
Features
•
Decodes MPEG 1.0 & 2.0 audio layer
III (MP3: CBR, VBR, ABR); layers I &
II (MP1, MP2) optional; WAV (PCM +
IMA ADPCM)
•
320 kbit/s MP3 with 12.0 MHz external
clock
•
Streaming support for all audio formats
•
Bass and treble controls
•
Operates with single 12..13 MHz or
24..26 MHz external clock
•
Internal clock doubler
•
Low-power operation
•
High-quality stereo DAC with no phase
error between channels
•
Stereo earphone driver capable of driv-
ing a 30
Ω
load
•
Separate 2.5..3.6 V operating voltages
for analog and digital
•
Serial control and data interfaces
•
Can be used as a slave co-processor
•
5.5 KiB On-chip RAM for user code /
data
•
SPI boot for standalone applications
•
New functions may be added with soft-
ware and 4 GPIO pins
•
Lead-free and RoHS-compliant packages
LQFP-48 and SOIC-28
Description
VS1011e is a single-chip MPEG audio (MP3)
decoder IC. It contains a high-performance,
low-power DSP core VS_DSP
4
, working mem-
ory, 5 KiB instruction RAM and 0.5 KiB data
RAM for user applications, serial control and
input data interfaces, 4 general purpose I/O
pins, as well as a high-quality variable-sample-
rate stereo DAC, followed by an earphone am-
plifier and a common buffer.
VS1011e receives its input bitstream through
a serial input bus, which it listens to as a
system slave. The input stream is decoded
and passed through a digital volume control
to an 18-bit oversampling, multi-bit, sigma-
delta DAC. The decoding is controlled via a
serial control bus. In addition to basic decod-
ing, it is possible to add application specific
features, like DSP effects, to the user RAM
memory.
VS1011e can boot directly from SPI EEPROM
to run standalone applications without a sep-
arate microcontroller.
VS1011
GPIO
4
GPIO
Stereo
DAC
Stereo Ear−
phone Driver
audio
L
R
output
X ROM
DREQ
SO
SI
SCLK
XCS
XDCS
Serial
Data/
Control
Interface
VSDSP
4
X RAM
Y ROM
Y RAM
Instruction
RAM
Instruction
ROM
Version: 1.23, 2017-09-08
1
VS1011e
Contents
VS1011
Table of Contents
List of Figures
1 Licenses
2 Disclaimer
3 Definitions
4 Characteristics & Specifications
4.1 Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . .
4.2 Recommended Operating Conditions . . . .
4.3 Analog Characteristics . . . . . . . . . . . .
4.4 Power Consumption . . . . . . . . . . . . .
4.5 Digital Characteristics . . . . . . . . . . . . .
4.6 Switching Characteristics - Boot Initialization
5 Packages and Pin Descriptions
5.1 Packages . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.1 LQFP-48 . . . . . . . . . .
5.1.2 SOIC-28 . . . . . . . . . .
5.2 Pin Descriptions . . . . . . . . . . . .
5.2.1 LQFP-48 Pin Descriptions
5.2.2 SOIC-28 Pin Descriptions
6 Connection Diagram, LQFP-48
CONTENTS
1
2
5
6
6
6
7
7
7
8
8
9
9
10
10
10
12
13
13
14
15
16
16
16
16
16
17
17
17
18
19
19
19
20
20
21
22
22
22
23
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
7 SPI Buses
7.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2 SPI Bus Pin Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2.1 VS10xx Native Modes (New Mode, recommended) . . . . . . . . . .
7.2.2 VS1001 Compatibility Mode (deprecated, do not use in new designs)
7.3 Serial Protocol for Serial Data Interface (SDI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3.2 SDI in VS10xx Native Modes (New Mode, recommended) . . . . . .
7.3.3 SDI in VS1001 Compatibility Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4 Data Request Pin DREQ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5 Serial Protocol for Serial Command Interface (SCI) . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5.2 SCI Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5.3 SCI Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.6 SPI Timing Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.7 SPI Examples with SM_SDINEW and SM_SDISHARED set . . . . . . . . . . .
7.7.1 Two SCI Writes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.7.2 Two SDI Bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.7.3 SCI Operation in Middle of Two SDI Bytes . . . . . . . . . . . . . . .
Version: 1.23, 2017-09-08
2
VS1011e
8 Functional Description
8.1 Main Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2 Supported Audio Codecs . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2.1 Supported MP1 (MPEG layer I) Formats .
8.2.2 Supported MP2 (MPEG layer II) Formats .
8.2.3 Supported MP3 (MPEG layer III) Formats
8.2.4 Supported RIFF WAV Formats . . . . . . .
8.3 Data Flow of VS1011e . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.4 Serial Data Interface (SDI) . . . . . . . . . . . . . . .
8.5 Serial Control Interface (SCI) . . . . . . . . . . . . .
8.6 SCI Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.6.1 SCI_MODE (RW) . . . . . . . . . . . . . .
8.6.2 SCI_STATUS (RW) . . . . . . . . . . . . .
8.6.3 SCI_BASS (RW) . . . . . . . . . . . . . .
8.6.4 SCI_CLOCKF (RW) . . . . . . . . . . . . .
8.6.5 SCI_DECODE_TIME (RW) . . . . . . . .
8.6.6 SCI_AUDATA (RW) . . . . . . . . . . . . .
8.6.7 SCI_WRAM (RW) . . . . . . . . . . . . . .
8.6.8 SCI_WRAMADDR (RW) . . . . . . . . . .
8.6.9 SCI_HDAT0 and SCI_HDAT1 (R) . . . . .
8.6.10 SCI_AIADDR (RW) . . . . . . . . . . . . .
8.6.11 SCI_VOL (RW) . . . . . . . . . . . . . . .
8.6.12 SCI_AICTRL[x] (RW) . . . . . . . . . . . .
9 Operation
9.1 Clocking . . . . . . . . .
9.2 Hardware Reset . . . . .
9.3 Software Reset . . . . .
9.4 SPI Boot . . . . . . . . .
9.5 Play/Decode . . . . . . .
9.6 Feeding PCM data . . .
9.7 SDI Tests . . . . . . . .
9.7.1 Sine Test . . .
9.7.2 Pin Test . . .
9.7.3 Memory Test .
9.7.4 SCI Test . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
CONTENTS
24
24
24
24
25
25
26
27
27
28
28
29
30
31
31
32
32
32
32
33
34
34
34
35
35
35
35
36
36
36
36
37
37
37
38
39
39
39
39
39
40
41
41
42
43
43
43
43
43
3
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
10 VS1011e Registers
10.1 Who Needs to Read This Chapter
10.2 The Processor Core . . . . . . .
10.3 VS1011e Memory Map . . . . . .
10.4 SCI Registers . . . . . . . . . . .
10.5 Serial Data Registers . . . . . . .
10.6 DAC Registers . . . . . . . . . . .
10.7 GPIO Registers . . . . . . . . . .
10.8 Interrupt Registers . . . . . . . .
10.9 System Vector Tags . . . . . . . .
10.9.1 AudioInt, 0x20 . . . . .
10.9.2 SciInt, 0x21 . . . . . .
10.9.3 DataInt, 0x22 . . . . .
10.9.4 UserCodec, 0x0 . . . .
Version: 1.23, 2017-09-08
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
VS1011e
10.10 System Vector Functions . . . .
10.10.1 WriteIRam(), 0x2 . .
10.10.2 ReadIRam(), 0x4 . .
10.10.3 DataBytes(), 0x6 . .
10.10.4 GetDataByte(), 0x8 .
10.10.5 GetDataWords(), 0xa
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
CONTENTS
.
.
.
.
.
.
44
44
44
44
45
45
46
46
46
47
49
11 VS1011 Version Changes
11.1 Changes Between VS1011b and VS1011e, 2005-07-13 . . . . . . . . . . . . .
11.2 Migration Checklist from VS1011b to VS1011e, 2005-07-13 . . . . . . . . . . .
12 Document Version Changes
13 Contact Information
Version: 1.23, 2017-09-08
4
VS1011e
List of Figures
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Pin Configuration, LQFP-48. . . . . . . . . . . .
Package Outline, LQFP-48. . . . . . . . . . . . .
Pin Configuration, SOIC-28. . . . . . . . . . . . .
Typical Connection Diagram Using LQFP-48. . .
SDI Timing Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . .
BSYNC Signal - one byte transfer. . . . . . . . .
BSYNC Signal - two byte transfer. . . . . . . . .
SCI Word Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SCI Word Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SPI Timing Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . .
Two SCI Operations. . . . . . . . . . . . . . . . .
Two SDI Bytes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Two SDI Bytes Separated By an SCI Operation. .
Data Flow of VS1011e. . . . . . . . . . . . . . .
User’s Memory Map. . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
LIST OF FIGURES
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
10
11
12
15
17
18
18
20
20
21
22
22
23
27
40
Version: 1.23, 2017-09-08
5
聊聊、笑笑、闹闹
京公网安备 11010802033920号
Copyright © 2005-2026 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved
电子工程世界
