I2S总线协议规范详细解读

"I2S标准协议英文原版文档，UM11732，由NXP Semiconductors发布，版本3.0，日期2022年2月17日。该文档详细介绍了I2S总线的规格，包括SCK（时钟）和SD（数据）等关键词。文档历史版本自1986年起，经过多次更新，以适应不断发展的电子社区需求，并支持包容性语言的使用。" I2S（Inter-IC Sound）是一种用于数字音频设备间传输音频数据的标准接口协议。它最初由飞利浦半导体（现NXP Semiconductors）在1986年制定，被广泛应用于各种消费音频系统，如紧凑型光盘、数字音频磁带、数字声音处理器以及数字电视声音等。 I2S总线主要包括以下几个组件： 1. **同步时钟（SCK）**：也称为位时钟，它控制数据传输的速率，确保数据在正确的时间被采样和发送。SCK由主设备（Controller）生成，驱动从设备（Target）接收数据。 2. **数据线（SD）**：分为左声道数据线（LSD）和右声道数据线（RSD），用于传输音频样本的实际值。在立体声模式下，左声道和右声道数据分别在各自的线上交替传输。 3. **帧时钟（WS）**：也称为Word Select或Channel Select，用于指示当前传输的是哪个声道的数据。当WS信号翻转时，意味着从一个声道的数据切换到另一个声道。 4. **MCLK（主时钟）**：有时也称为系统时钟，它是所有数字音频处理的基础，提供了采样频率的参考。MCLK通常是SCK的若干倍，确保数据在正确的采样率下处理。 I2S协议有三种基本的工作模式： - **主模式**：主设备控制时钟和帧时钟，从设备根据这些信号进行同步。 - **从模式**：从设备被动地响应主设备的时钟和帧时钟信号，不主动控制数据传输。 - **同步模式**：在这种模式下，多个I2S设备共享相同的时钟源，可以实现多通道音频输出。 I2S协议还支持不同数据格式，例如16位、24位或32位样本，以及不同数量的声道，如单声道、立体声或多声道环绕声。在实际应用中，设备间的通信可以通过I2S总线的配置来适应特定的音频系统需求。 随着时间的发展，I2S协议已不仅仅局限于音频设备，还被扩展到其他领域，如嵌入式系统和物联网设备中的数字信号传输。文档的更新反映了这一变化，如将“Master”和“Slave”替换为“Controller”和“Target”，以体现更包容的语言使用。 I2S标准协议是数字音频处理领域的重要组成部分，提供了一套高效、标准化的方式来连接和交换音频数据，对于理解和设计涉及数字音频的硬件和软件系统至关重要。