I2S协议

1. 接口

针对不同的数字音频子系统,出现了几种微处理器或DSP与音频器件间用于数字转换的接口。最简单的音频接口是PCM(脉冲编码调制)接口,该接口由时钟脉冲(BCLK)、帧同步信号(FS)及接收数据(DR)和发送数据(DX)组成。在FS信号的上升沿,数据传输从MSB(Most Significant Bit)字开始,FS频率等于采样率。FS信号之后开始数据字的传输,单个的数据位按顺序进行传输,1个时钟周期传输1个数据字。发送MSB时,信号的等级首先降到最低,以避免在不同终端的接口使用不同的数据方案时造MSB的丢失。PCM接口很容易实现,原则上能够支持任何数据方案和任何采样率,但需要每个音频通道获得一个独立的数据队列。

1.1 PCM协议时序图

I2S协议_第1张图片

图一

从时序图可以看出,I2S左右声道分别为高低电平,PCM只有一个起始信号,左声道数据紧跟右声道。

 

2.  IIS接口

IIS接口(Inter-IC Sound)在20世纪80年代首先被飞利浦用于消费音频,并在一个称为LRCLK(Left/Right CLOCK)的信号机制中经过多路转换,将两路音频信号变成单一的数据队列。当LRCLK为高时,左声道数据被传输;CLK为低时,右声道数据被传输。与PCM相比,IIS更适合于立体声系统。对于多通道系统,在同样的BCLK和LRCLK条件下,并行执行几个数据队列也是可能的。

2.1  IIS时序图

I2S协议_第2张图片

图二

从时序图可以看出,IIS左右声道分别为高低电平,PCM只有一个起始信号,左声道数据紧跟右声道。

3.  IIS总线规范

3.1 三条数据信号线

3.1.1 SCK: (continuous serial clock)  串行时钟

 对应数字音频的每一位数据,SCK都有1个脉冲。SCK的频率=2×采样频率×采样位数。

3.1.2 WS: (word select)  字段(声道)选择

用于切换左右声道的数据。WS的频率=采样频率。

命令选择线表明了正在被传输的声道。

WS为“1”表示正在传输的是左声道的数据。

WS为“0”表示正在传输的是右声道的数据。

WS可以在串行时钟的上升沿或者下降沿发生改变,并且WS信号不需要一定是对称的。在从属装置端,WS在时钟信号的上升沿发生改变。WS总是在最高位传输前的一个时钟周期发生改变,这样可以使从属装置得到与被传输的串行数据同步的时间,并且使接收端存储当前的命令以及为下次的命令清除空间。

3.1.3 SD:(serial data)  串行数据 

用二进制补码表示的音频数据。 I2S格式的信号无论有多少位有效数据,数据的最高位总是被最先传输(在WS变化(也就是一帧开始)后的第2个SCK脉冲处),因此最高位拥有固定的位置,而最低位的位置则是依赖于数据的有效位数。也就使得接收端与发送端的有效位数可以不同。如果接收端能处理的有效位数少于发送端,可以放弃数据帧中多余的低位数据;如果接收端能处理的有效位数多于发送端,可以自行补足剩余的位(常补足为零)。这种同步机制使得数字音频设备的互连更加方便,而且不会造成数据错位。为了保证数字音频信号的正确传输,发送端和接收端应该采用相同的数据格式和长度。当然,对I2S格式来说数据长度可以不同。

 

参考:http://blog.csdn.net/c1194758555/article/details/78895679

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