I2S协议要点总结

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名称

I2S,Inter-ICSound,集成电路内置音频总线。

发明公司

飞利浦

用途

用于数字音频设备之间的数据传输。

信号线

SCK

称为串行时钟SCK或者位时钟BCLK;

1个脉冲对应1位数据;

SCK频率=声道数×采样频率×采样位数。

WS

称为字段选择信号WS或者左右声道切换时钟LRCK/LRCLK;

WS频率=采样频率;

WS=0——I2SPhilips标准代表左声道数据,左右对齐I2S代表右声道数据;

WS=1——I2SPhilips标准代表右声道数据,左右对齐I2S代表左声道数据;

SD

称为串行数据SD;

以二进制补码形式传输音频数据(PCM);

先传高位,再传低位;

SD可以有多个,一般见得比较多的为2个,一个输入,一个输出,SDO,SDI,也可以同时为输入,或者同时位输出,不同设备有不同的做法,不一而论。

MCLK

称为主时钟MCLK;

MCLK频率=(、、)*采样频率;

MCLK根据不同设备的要求,有的需要接上,有的可以不接,有的不接要求SCLK和LRCK需要满足一定的倍数关系,需根据芯片数据手册来决定连接关系。

全双工与半双工

全双工:音频数据在设备之间通过两条数据线同时进行发送和接收;

半双工:音频数据在设备之间通过一条数据线,同一时刻,仅能接收或仅能发送。

主从设备

能够产生SCLK和LRCK的设备就是主设备或者称为主机,主机主动触发数据的传输;从设备或者从机不产生时钟,只能被动响应主机的触发。

如下图是主从机的简单连接图,由此可以衍生出其他的连接方式,比如两个SD线,加多一个MCLK,具体参考不同的主控芯片和I2S芯片。

采样频率

采样频率一般有Hz,Hz,Hz,Hz,4Hz,主从设备的采样频率设置应该一致。

数据位数

数据位数也就是采样位数

一般有16位,24位,2位数据格式,位数越多,音质越好,失真越小。

数据格式

I2SPhilips标准格式

常用;

最高有效位(MSB)优先传输;

LRCK=0传输左声道;

LRCK=1传输右声道;

LRCK变化之后的第一个时钟脉冲不传输数据,第二个时钟脉冲开始传输数据;

接收端和发送端有效位数可以不同;

接收端有效位数发送端有效位数,接收端补足剩余低位数据;

接收端有效位数发送端有效位数,接收端抛弃多余低位数据;

如下图:

左对齐(LeftJustified)格式

少用;

最高有效位(MSB)优先传输;

LRCK=1传输左声道;

LRCK=0传输右声道;

LRCK变化之后的第一个时钟脉冲就开始进行数据传输;

接收端和发送端有效位数可以不同;参见标准格式做法。(未验证过,根据实际情况调试为准)

如下图:

右对齐(RightJustified)格式

少用;

最高有效位(MSB)优先传输;

LRCK=1传输左声道;

LRCK=0传输右声道;

当音频数据的最低位(LSB)传输完成,LRCK进行电平翻转;

参考文献:




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