嵌入式系统中I2S软件模拟实现实例与协议解析

嵌入式系统中I2S总线数据通信的软件模拟是一篇关于如何在不具备I2S硬件支持的嵌入式设备间通过软件模拟实现I2S总线数据传输的技术文章。I2S（Inter-IC Sound Bus），由飞利浦公司提出，是一种专为数字音频设备设计的高效数据传输标准，通过独立的时钟和数据线，减少时钟延迟带来的失真。该总线包括三个关键信号：串行时钟SCK、帧时钟WS和串行数据SD。 SCK作为位时钟，负责同步数据传输，其频率等于采样频率的两倍乘以采样位数。WS则是帧时钟，用于切换声道，当其为0时传输左声道，为1时传输右声道。SD承载音频数据，数据传输遵循特定的位序规则，通常从最高有效位（MSB）开始。 在实际应用中，如以太网数字语音广播系统，可能需要在不同类型的MCU上实现I2S通信。由于并非所有MCU内置I2S支持，作者提出了软件模拟的方法，即将I2S协议的功能在软件层面上进行复现，通过编程处理SCK、WS和SD信号的生成和解析，确保音频数据的准确传输。 文章详细介绍了I2S总线的不同数据格式，如左对齐和右对齐，以及如何根据接收端的需求调整数据格式。软件模拟的过程涉及到精确的时间管理、数据打包和解包，以及对I2S信号协议的理解和实现。通过这种方式，即使在没有硬件I2S接口的环境中，也能实现音频数据的高效、无失真的传输，提高了嵌入式音频系统的灵活性和兼容性。