2K Report Rate 電競鍵盤、滑鼠、耳機設計技巧大公開

本方案使用 NXP Cortex M33 LPC55S26 設計出符合業界水準的參考設計,針對電競鍵盤的 Anti Ghost Key、滑鼠的 2K Report Rate、耳機的 Hi-Res 做出一配套方案。

電競鍵盤、滑鼠、耳機三合一開發版實照圖



參考設計特色1 ( 2K Report Rate ):
        我們使用公用網頁軟體的 Mouse Rate Checker 測得 USB 數據可達 2K report rate。



參考設計特色2 ( Key Scan solution ):
        LPC55 MCU 使用內部硬體加速器,可協助判斷Key Scan,其使用 Port0 設計,可依開發者所選用的按鍵硬體規格設定腳位並發揮更高效能,將經由 Ram 來回報哪些 Key 按下或放開,另外內部也可設定 按下或放開的延遲時間達到最佳回報效能。硬體加速器協助做 Key Scan 的功能,不需佔用 LPC55 M33的核心,達到每 500us 回報。



參考設計特色3 ( Audio Hi-Res ):
        LPC55 MCU 有 四組 I2S ,可以針對外接的 Codec DAC 做耳機、麥克風的設計,最大能支援到 32 Bit 384KHz 的 USB Audio,板子上放的是 16Bit 192K 的 Codec DAC 及 AMP IC,可以享受到 Hi-Res 的音質。



參考設計特色4 ( Active RGB LED ):


   延伸閱讀     基於 NXP MCU LPC51U68 的 Gaming Keyboard + Mouse + Headset 三合一方案


場景應用圖

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展示版照片

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方案方塊圖

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核心技術優勢

1. 相關軟硬體設計,可提供客戶快速開發 2. LPC55Sxx 硬體加速器開發設計,可以協助 Key Scan 的運用 3. LPC55Sxx 對應 PixArt PMW3389 的光學 Sensor 的設計及程式 4. LPC55Sxx I2S 的設計,可以針對不同的 Audio Res 做不同對應 5. 主動式 RGB LED 的相關設計,並有相關 DMA 控制模式 6. 後續可搭配其他板子做延伸開發

方案規格

MCU 規格: 1. LPC552x / S2x MCU 系列進一步擴展了世界上第一個基於 Cortex-M33 的通用 MCU 系列,為開發人員提供了顯著的優勢,包括引腳,軟件和外設兼容性,同時利用經濟高效的 40 納米 NVM 工藝技術 2. 帶有閃存加速器和 256 字節頁擦除和寫入功能的 256 kB 片上閃存程序存儲器;總 SRAM 為 144 kB 3. 具有23個通道和多達22個可編程觸發器的 DMA0 控制器,能夠訪問所有存儲器和具有 DMA 的外圍設備;具有10個通道和多達16個可編程觸發器的 DMA1 控制器,能夠訪問所有存儲器和具有 DMA 的外圍設備 4. Flexcomm 接口最多包含 9 個串行外圍設備。每個 Flexcomm 接口都可以通過軟件選擇為 USART,SPI,I2C 和 I2S 接口。 I2C 總線接口支持 Fast-mode 和 Fast-mode Plus,其數據速率高達 1Mbit / s,並具有多個地址識別和監視模式 5. USB 具有 USB PHY 的高速模式 6. 安全性:PRINCE,CASPER,AES-256,物理不可克隆功能(PUF),安全GPIO,安全啟動支持,隨機數生成器(RNG) 7. 封裝:HLQFP100(14 mm * 14mm),HTQFP64(10 mm * 10mm),VFBGA98(7mm* 7mm) Optical Gaming Navigation Chip 規格: 1. 為提供高速、高精確度及高解析度而設計的有線高階電競滑鼠晶片 2. 使用 16-pin 雙列直插導線架 (molded lead-frame DIP) 封裝,並內建 850nm 紅外線 LED 燈 3. 可自訂 2mm 或 3mm 的提起偵測高度,並支援手動校正提起偵測高度 4. 可與原相的 LM19-LSI 鏡頭搭配使用以獲取最佳性能 5. Resolution ( cpi ) / 幀率 (fps) : 16000 6. Tracking speed ( ips ) : 400 7. Acceleration ( g ) : 50 Audio 規格: Stereo output w/ 9-band EQ ( Codec DAC ): 1. SWD sound widening DSP 2. Sampling rate:44.1 K, 48 K, 88.2 K, and 96 K ( 192K ) ※ Sampling rate 192 K ( playback only ) 3. Resolution : 16, and 24 bit 4. SNR : 90 dB 、 THD+N : -75dB 5. Low-pass, High-pass, Band-pass filters Mono mic input ( Codec ADC ) : 1. Sampling rate :48K,88.2K ,and 96K 2. Internal Mic-bias out 3. Side-tone mixer 4. THD+N:-70dB(when input 200mVp-p) 5. SNR : 106 dB Headphone Amplifier 規格: 1. AVDD 3.3V 只需要單電源即可 work 2. Selectable gain -6dB, 0dB, +3dB, +6dB 3. EN pin for MUTE, De-POP control 4. POP noise -72 dB

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2K Report Rate 電競鍵盤、滑鼠、耳機操作視頻

本方案使用 NXP Cortex M33 LPC55S26 設計出符合業界水準的參考設計,

針對電競鍵盤的 Anti Ghost Key、滑鼠的 2K Report Rate、耳機的 Hi-Res 做出一配套方案。

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