I2S總線原理及其實例

　　I2S(Inter-IC Sound Bus)是飛利浦公司為數字音頻設備之間的音頻數據傳輸而制定的一種總線標準。在飛利浦公司的I2S標準中，既規定了硬件接口規范，也規定了數字音頻數據的格式。

　　I2S有3個主要信號：1.串行時鐘SCLK，也叫位時鐘(BCLK)，即對應數字音頻的每一位數據，SCLK都有1個脈沖。SCLK的頻率=2×采樣頻率×采樣位數 2. 幀時鐘LRCK，用于切換左右聲道的數據。LRCK為“1”表示正在傳輸的是左聲道的數據，為“0”則表示正在傳輸的是右聲道的數據。LRCK的頻率等于采樣頻率。3.串行數據SDATA，就是用二進制補碼表示的音頻數據。

　　有時為了使系統間能夠更好地同步，還需要另外傳輸一個信號MCLK，稱為主時鐘，也叫系統時鐘(Sys Clock)，是采樣頻率的256倍或384倍。一個典型的I2S信號見圖1。

　　(圖1 I2S信號)圖1

　　I2S格式的信號無論有多少位有效數據，數據的最高位總是出現在LRCK變化(也就是一幀開始)后的第2個SCLK脈沖處。這就使得接收端與發送端的有效位數可以不同。如果接收端能處理的有效位數少于發送端，可以放棄數據幀中多余的低位數據;如果接收端能處理的有效位數多于發送端，可以自行補足剩余的位。這種同步機制使得數字音頻設備的互連更加方便，而且不會造成數據錯位。

　　隨著技術的發展，在統一的 I2S接口下，出現了多種不同的數據格式。根據SDATA數據相對于LRCK和SCLK的位置不同，分為左對齊(較少使用)、I2S格式(即飛利浦規定的格式)和右對齊(也叫日本格式、普通格式)。這些不同的格式見圖2和圖3。　 (圖2 幾種非I2S格式，圖3 幾種I2S格式)

　　(圖2 幾種非I2S格式)圖2

　　(圖3 幾種I2S格式)圖3

　　為了保證數字音頻信號的正確傳輸，發送端和接收端應該采用相同的數據格式和長度。當然，對I2S格式來說數據長度可以不同。

　　I2S總線

　　I2S有3個主要信號：1.串行時鐘SCLK，也叫位時鐘(BCLK)，即對應數字音頻的每一位數據，SCLK都有1個脈沖。SCLK的頻率=2×采樣頻率×采樣位數 2. 幀時鐘LRCK，用于切換左右聲道的數據。LRCK為“1”表示正在傳輸的是左聲道的數據，為“0”則表示正在傳輸的是右聲道的數據。LRCK的頻率等于采樣頻率。3.串行數據SDATA，就是用二進制補碼表示的音頻數據。I2S(Inter-IC Sound Bus)是飛利浦公司為數字音頻設備之間的音頻數據傳輸而制定的一種總線標準。在飛利浦公司的I2S標準中，既規定了硬件接口規范，也規定了數字音頻數據的格式。I2S有3個主要信號：1.串行時鐘SCLK，也叫位時鐘(BCLK)，即對應數字音頻的每一位數據，SCLK都有1個脈沖。SCLK的頻率=2×采樣頻率×采樣位數 2. 幀時鐘LRCK，用于切換左右聲道的數據。LRCK為“1”表示正在傳輸的是左聲道的數據，為“0”則表示正在傳輸的是右聲道的數據。LRCK的頻率等于采樣頻率。3.串行數據SDATA，就是用二進制補碼表示的音頻數據。

　　有時為了使系統間能夠更好地同步，還需要另外傳輸一個信號MCLK，稱為主時鐘，也叫系統時鐘(Sys Clock)，是采樣頻率的256倍或384倍。一個典型的I2S信號見圖3。(圖3 I2S信號)圖3

　　I2S格式的信號無論有多少位有效數據，數據的最高位總是出現在LRCK變化(也就是一幀開始)后的第2個SCLK脈沖處。這就使得接收端與發送端的有效位數可以不同。如果接收端能處理的有效位數少于發送端，可以放棄數據幀中多余的低位數據;如果接收端能處理的有效位數多于發送端，可以自行補足剩余的位。這種同步機制使得數字音頻設備的互連更加方便，而且不會造成數據錯位。

　　隨著技術的發展，在統一的 I2S接口下，出現了多種不同的數據格式。根據SDATA數據相對于LRCK和SCLK的位置不同，分為左對齊(較少使用)、I2S格式(即飛利浦規定的格式)和右對齊(也叫日本格式、普通格式)。這些不同的格式見圖4和圖5。(圖4 幾種非I2S格式)圖4(圖5 幾種I2S格式)圖5

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　　為了保證數字音頻信號的正確傳輸，發送端和接收端應該采用相同的數據格式和長度。當然，對I2S格式來說數據長度可以不同。