Table Of Contents - Cirrus Logic CS42L42 Manual

General Description
The CS42L42 is a low-power audio codec with integrated MIPI SoundWire interface or I
for portable applications. It provides a high-dynamic range, stereo DAC for audio playback and a mono
high-dynamic-range ADC for audio capture.
The CS42L42 provides high performance (up to 24-bit) audio for ADC and DAC audio playback and capture functions as
well as for the S/PDIF transmitter. The CS42L42 architecture includes bypassable SRCs and a bypassable, three-band,
32-bit parametric equalizer that allows processing of digital audio data.
A digital mixer is used to mix the ADC or serial ports to the DACs. There is independent attenuation on each mixer input.
The processing along the output paths from the ADC or serial port to the two stereo DACs includes volume adjustment
and mute control.
The CS42L42 is available in a 49-ball WLCSP package and a 48-pin QFN package for extended temperature range grade
of -40°C to +85°C.

Table of Contents

1 Pin Assignments and Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1 WLCSP Pin Out (Through-Package View) . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 QFN Pin Out (Through-Package View) . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 Pin Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4 Electrostatic Discharge (ESD) Protection Circuitry . . . . . . . . 7
2 Typical Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1 Electromagnetic Compatibility (EMC) Circuitry . . . . . . . . . . 11
3 Characteristics and Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.1 Analog Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.2 Digital Mixer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.3 Three-Band Equalizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.4 Analog Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.5 System Headphone Parasitic Resistances . . . . . . . . . . . . . 39
4.6 Class H Amplifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.7 Clocking Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.8 SoundWire Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.9 Audio Serial Port (ASP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.10 S/PDIF Tx Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.11 Sample-Rate Converters (SRCs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.12 Headset Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.13 Headset Type Detect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.14 Plug Presence Detect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.15 Power-Supply Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.16 Control-Port Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.17 Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.18 Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5 System Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.1 Power-Up Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.2 Power-Down Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
5.3 SoundWire Power Sequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.4 Page 0x30 Read Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.5 PLL Clocking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.6 Standby Mode and Headset Clamps . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.7 Detection Sequence from Wake . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.8 VD_FILT/VL ESD Diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.9 External Output Switch Considerations . . . . . . . . . . . . . . . 101
6 Register Quick Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
6.1 SoundWire Address Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
6.2 Slave Control Port Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
6.3 Slave Data Port 1-3, 15 Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
6.4 Global Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
6.5 Power-Down and Headset-Detect Registers . . . . . . . . . . . 107
6.6 Clocking Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
6.7 Interrupt Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
6.8 Fractional-N PLL Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.9 HP Load Detect Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.10 Headset Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.11 Headset Bias Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
6.12 ADC Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
6.13 DAC Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
DS1083F2
6.14 HP Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
6.15 Class H Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
6.16 Mixer Volume Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
6.17 Equalizer Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
6.18 AudioPort Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
6.19 SRC Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
6.20 DMA Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
6.21 S/PDIF Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
6.22 Serial Port Transmit Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.23 Serial Port Receive Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.24 ID Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
7 Register Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
7.1 SoundWire Control Port 0 Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
7.2 SoundWire Data Port (1-3) Descriptions . . . . . . . . . . . . . . 123
7.3 Global Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
7.4 Power Down and Headset Detects . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
7.5 Clocking Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
7.6 Interrupt Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
7.7 Fractional-N PLL Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
7.8 HP Load-Detect Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
7.9 Headset Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
7.10 Headset Bias Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
7.11 ADC Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
7.12 DAC Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
7.13 HP Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
7.14 Class H Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
7.15 Mixer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
7.16 Equalizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
7.17 AudioPort Interface Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
7.18 SRC Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
7.19 DMA Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
7.20 S/PDIF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
7.21 Serial Port Register Transmit Registers . . . . . . . . . . . . . . 162
7.22 Serial Port Receive Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
7.23 ID Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
8 PCB Layout Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
8.1 Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
8.2 Grounding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
8.3 QFN Thermal Pad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
9 Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
9.1 Digital Filter Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
9.2 Windnoise Filter Responses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
9.3 HSBIAS Current Sense vs. VP Voltage per Trip Setting . . 178
10 Package Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
10.1 WLCSP Package Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
10.2 QFN Package Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
11 Thermal Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
12 Ordering Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
13 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
14 Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
CS42L42
2 C/I 2 S/TDM interfaces designed
2