浅谈I2S协议、PDM麦克风

项目中需要调试硅麦，硅麦输出PDM信号，需要转换芯片把PDM信号转成I2S信号输出。

I2S协议

一、基本介绍

I2S（Inter-IC Sound）是飞利浦公司针对数字音频设备（如CD播放器、数码音效处理器、数字电视音响系统）之间的音频数据传输而制定的一种总线标准。标准的I2S总线电缆是由3根串行导线组成的：1根是时分多路复用（简称TDM）数据线；1根是字选择线；1根是时钟线。

二、协议时序格式

1.串行时钟SCLK，也叫位时钟（BCLK），即对应数字音频的每一位数据，SCLK都有1个脉冲。SCLK的频率=2×采样频率×采样位数。
2. 帧时钟LRCLK，(也称WS)，用于切换左右声道的数据。LRCLK为“1”表示正在传输的是右声道的数据，为“0”则表示正在传输的是左声道的数据。LRCLK的频率等于采样频率。
3.串行数据SDATA，就是用二进制补码表示的音频数据。
有时为了使系统间能够更好地同步，还需要另外传输一个信号MCLK，称为主时钟，也叫系统时钟（Sys Clock），是采样频率的256倍或384倍。
随着技术的发展，在统一的 I2S接口下，出现了多种不同的数据格式。根据SDATA数据相对于LRCK和SCLK的位置不同，分为左对齐（较少使用）、I2S格式（即飞利浦规定的格式）和右对齐（也叫日本格式、普通格式）。
(1)标准格式

(2)左对齐格式

(3)右对齐格式

PDM麦克风

一、PDM基本概念

PDM代表脉冲密度调制。然而，更好的简称是“1比特过采样音频”，因为它只不过是一个高采样率、单比特的数字系统。如果要找一个优点的话，那就是采样率是音频CD的好几倍，且用一个适当的方式将字长从16bit减小到1bit，这将作为一个PDM系统的基础。
PDM只用1bit来传输音频，在概念上和可实行度上比PCM更简单。它正被普遍用在手机内将音频从麦克风传输给信号处理器。PDM在理论上很适合这个任务，因为它带来了数字的好处，例如低噪声和免于干扰信号，且成本较低。

数据线上的1比特数据在主时钟的上升沿或下降沿时被认为有效。大多数PDM麦克风支持双声道操作，一个麦克风在主时钟的上升沿时数据线上的数据有效，第二个麦克风在在下降沿时有效。在非有效边沿，数据输出是高阻抗。两个麦克风的数据线能被简单地连接在一起。PDM接收器有能力分离两个比特流。

PDM麦克风

PDM麦克风也被称作数字麦克风，包括如下部分：

• 一个麦克风要素。典型的是一个驻极体容器。
• 一个模拟预放大器。
• 一个PDM调制器。
• 接口逻辑。

参考文档
[1] https://blog.csdn.net/q2519008/article/details/80413695
[2] https://blog.csdn.net/wzz4420381/article/details/51477725