I2S总线协议规范详细解读
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更新于2024-08-04
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"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。
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