I2S总线规范说明书

简介：
《I2S总线规范说明书》是一份详细介绍I2S（Inter-IC Sound）总线协议标准的文档。它为音频设备间的数字通信提供了详细的指导和参数设置，是音响工程师和技术爱好者的必备参考手册。 ### I2S总线规范详解 #### 一、引言 随着数字音频技术的发展，越来越多的数字音频系统被引入到消费市场中，如CD播放器、数字录音带、数字声音处理器以及数字电视音响等。这些系统中的数字音频信号通常由各种(V)LSI集成电路进行处理，包括但不限于： - 模拟数字（AD）和数字模拟（DA）转换器； - 数字信号处理器； - 用于CD和数字录音的错误校正电路； - 数字滤波器； - 数字输入输出接口。 为了提高设备与集成电路制造商之间的系统灵活性，标准化通信结构变得至关重要。基于这一需求，我们开发了I2S（Inter-IC Sound）总线——一种专为数字音频设计的串行链接。 #### 二、基本串行总线要求 I2S总线的主要任务是处理音频数据，而其他信号（例如子编码和控制信号）则通过独立的通道传输。为了减少所需的引脚数量并简化布线，采用了三条线的串行总线结构，包括一条用于两个时分复用数据通道的线路、一条字选择线和一条时钟线。 由于发送端和接收端共享相同的时钟信号进行数据传输，因此发送端作为主控方需要生成位时钟、字选择信号和数据信号。然而，在复杂的系统中可能存在多个发送端和接收端，这使得定义主控方变得困难。在这样的系统中，通常会有一个系统主控器来控制各个集成电路之间的数字音频数据流。此时，发送端需要根据外部时钟生成数据，从而扮演从属角色。 #### 三、I2S总线架构 图1展示了简单的系统配置及基本接口定时关系： - **发送端为主控方**：这种情况下，发送端既是数据的提供者也是时钟信号的源。 - **接收端为主控方**：接收端负责提供时钟信号，发送端同步于该时钟信号。 - **控制器为主控方**：一个独立的控制器负责整个系统的时钟信号，并控制数据的流向。 **接口信号定义**： - **SCK**（串行时钟Serial Clock）：用于同步数据传输的时钟信号。 - **WS**（字选择Word Select）：用于区分左右声道的数据信号。 - **SD**（串行数据Serial Data）：包含实际音频数据的信号。 #### 四、数据传输流程 每个数据帧由多个字组成，每个字代表一个声道的数据。例如，对于立体声系统，每个数据帧将包含两个字，分别对应左声道和右声道。数据按照以下顺序传输： - 字n-1：右声道 - 字n：左声道 - 字n+1：右声道 每个字从最低有效位（LSB）开始传输至最高有效位（MSB），确保了数据传输的准确性。 #### 五、总结 I2S总线是一种专门为数字音频设计的串行通信协议，旨在简化音频数据在不同集成电路之间的传输。通过采用简化的三线结构，不仅减少了硬件成本，还提高了系统的灵活性和扩展性。无论是简单的双声道系统还是复杂的多声道系统，I2S总线都能够提供稳定可靠的数据传输方案。