BASE 32 - micro piMP3 portable Audio Media Player

Der micro Audio Media Player (microPIMP3) basiert auf den Erfahrungen, die ich mit der ersten MP3-Playerversion sammeln konnte. So wurde hier das Bedienkonzept über den Microjoystick plus zwei Extratasten beibehalten, das Mobiltelefon-Display, die Ladereglungsschaltung sowie der Audio-Decoder-IC werden auch hier weiterverwendet.
Es gibt jedoch auch entscheidende Neuerungen: Durch die Verwendung von microSD-Speicherkarten als Datenspeicher, einem schlankeren Akku sowie einer erheblichen Optimierung des Platinenlayouts ist der neue Player nun wirklich hosentaschentauglich (Abmessungen: 60x40x13mm). Aber das Beste zum Schluß: Als Hauptprozessor kommt nun der PIC18F67J50 zum Einsatz, der auch bei 3.3 V mit 48 MHz getaktet werden kann und ein USB2.0 fullspeed Interface direkt an Bord hat. In Verbindung mit der Player-Firmware wird der Player nun vom PC-Betriebssystem als Massenspeicherlaufwerk erkannt und Musikdateien können bequem auf die Speicherkarte transferiert werden.

Update 31.03.2008:
Inzwischen ist eine neue Hardwarerevision entstanden, in der sämtliche noch verbliebene Schönheitsfehler korrigiert wurden. Haupsächlich wurde das Powermanagement des Players vollständig überarbeitet. In der aktuellen Version wird die Ladung des Lithium-Polymerakkus von einem programmierbaren Laderegler von Microchip kontrolliert. So ist es nun möglich, den Akku nach der erfolgreichen USB-Enumerierung mit bis zu 450 mA zu laden. Während der Enumerierung bezieht der Player entsprechend der USB-Spezifikation maximal 100 mA.
Eine weitere Neuerung ist die Umstellung der Spannungsregelung von einem linearen Low-Dropout Spannungsregler mit 3,3 V und 2,5 V Ausgängen zu einer Kombination aus hocheffizientem Schaltregler für den 3,3 V Spannungspfad sowie einem parallel geschalteten linearen Low-Dropout Spannungsregler für den nur schwach belasteten 2,5 V Spannungs-pfad. Damit lässt sich nun eine Akkulaufzeit von mehr als 15 Stunden im durchgängigen Abspielbetrieb erreichen! Einerseits wird dadurch die Energie aus dem Lithium-Polymerakku wesentlich effizienter genutzt, zusätzlich lässt sich der Akku mit der gewählten Spannungsregelung auch bis zu deutlich tieferen Spannungen entladen. In der Software ist ein Tiefentladungsschutz für den Akku vorgesehen.
Der Spannungsregler für den 2,5 V - Spannungspfad lässt sich leicht gegen pinkompatible Typen mit niedrigerer Ausgangsspannung austauschen, wodurch das Design ohne weitere Änderungen an der Hardware direkt für den in naher Zukunft verfügbaren Audiocodec vs1053 verwenden lässt (bisher jedoch ungetestet!)

Eine weitere Änderung betrifft das USB-Interface. Die aktuelle Version kann nun über einen weiteren Statuseingang per Software das Vorhandensein einer USB-Versorgungsspannung erkennen und so die interne USB-Hardware nur bei Bedarf aktivieren bzw. zum Stromsparen deaktivieren.

Hardwarefeatures

	Revision 0	Revision 2
Hauptprozessor	Microchip PIC18F67J50 (3.3 V, 48 MHz)
MP3-Decoder-IC	VLSI vs1033c	VLSI vs1033c, vorbereitet für vs1053
Datenspeicher	microSD-Karten (bis 2 GB) (aus Performancegründen wird FAT16 verwendet)
Display	NOKIA 6100 "knock-off" LCD (4096 Farben, 132x132 Pixel)
Konfigurationsspeicher	Microchip 25AA256, 64kByte serial SPI EEPROM
Benutzereingaben	5-Wege-Joystick + 2 weitere Tasten
Stromversorgung	Lithium-Polymer-Akku (800 mAh)
Spannungsregler	MAXIM MAX8882 linearer LDO-Regler mit 2 Ausgängen (2,5 V und 3,3 V)	3,3 V - Regelung: Texas Instruments TPS62203, high efficiency Step-Down DC-DC Wandler 2,5 V - Regelung: MAXIM MAX1598 oder MAX8877 (lineare low-Dropout Regler)
Laderegler	MAXIM MAX1555 (Ladestrom: max. 100 mA über USB)	Microchip MCP73811 (Ladestrom: max. 450 mA über USB)
USB-Interface	vollwertiges FullSpeed USB2.0 Interface durch PIC Firmware realisiert. (Player wird vom Betriebssystem als Mass Storage Device erkannt)

Softwarefeatures

Media Player Features

Die Software des Players umfasst bisher alle einfachen Funktionen, die das Gerät im Alltag sinnvoll nutzen lassen (An/Aus, Play/Stop, Lied weiter/zurück, Lautstärkeregelung, Anzeige der aktuellen Abspieldauer eines Liedes, Akkuspannungsüberwachung...)
Musikdateien (MP3, MIDI Format 0 sowie WMA-Dateien) werden von der SD-Karte gelesen und die langen Dateinamen auf dem Display als Liedtitel gescrollt. Neu in dieser Version der Player-Firmware ist auch der Spectrum Analyzer mit derzeit 14 dargestellten Frequenzbändern.
Bislang verwendet der Player das Dateisystem FAT16, was zwar die maximale Speicherkapazität auf 2 GB beschränkt aber dafür wesentlich schnellere Zugriffe und damit eine bessere Performance als FAT32 ermöglicht.

FullSpeed USB 2.0 Interface

In Verbindung mit der im PIC integrierten USB-Hardware lässt sich das USB-Interface an diesem Player nun endlich sinnvoll nutzen. Das Gerät meldet sich beim PC-Betriebssystem als Massenspeicherlaufwerk an und kann ohne Installation zusätzlicher Treiber wie ein gewöhnlicher USB-Stick verwendet werden.

File Browser

Die erweiterte FAT-Implementation ermöglicht nun auch eine Navigation durch die Verzeichnisstruktur auf der Speicherkarte. Dazu bietet die Firmware einen File Browser, in dem gezielt Musikdateien ausgewählt und abgespielt werden können.

Zusatzfunktionen

Beim Abschalten erfolgt eine Speicherung von Konfigurationsdaten (Lautstärke, aktueller Song usw.)

Firmwareupdates erfolgen direkt von dem microSD-Speichermedium aus. Dazu wird die neue Firmware einfach als gewöhnliche HEX-Datei über das USB-Interface im Root-Verzeichnis der Speicherkarte abgelegt und der Player neu gebootet.

Auch bei diesem Player ist ein Tetris-Klon in der Firmware integriert.

Stromsparfunktionen:

•	Abschalten des Displays nach 15 Sekunden ohne Benutzeraktion
•	Automatische Abschaltung des Players nach 5 Minuten im Stop-Modus
•	Optionales Abschalten des Players nach einer konfigurierbaren Zeit (Sleep-Timer)

Features in Entwicklung

•	Vor-/Zurückspulen innerhalb eines Liedes
•	Grafisches Benutzerinterface (Menüstruktur, Skins, ...)
•	Auslesen der ID3v2-Tags
•	Dimmen der Display-Hintergrundbeleuchtung
•	(eventuell FAT32 - Unterstützung)