I2S接口详解：规范、信号与数据格式

I2S接口规范是飞利浦公司为数字音频设备之间的高效数据传输设计的一种标准，它简化了音频设备间的连接，并支持高质量音频的同步传输。I2S全称为Inter-IC Sound Bus，其核心特点包括三个主要信号： 1. 串行时钟 (SCLK)：也称为位时钟，以1个脉冲对应每个音频数据位。SCLK的频率是采样频率的两倍乘以采样位数，确保数据的准确传输。 2. 帧时钟 (LRCK)：用于切换音频声道，以二进制形式表示。当LRCK为1时，传输左声道数据；为0时，传输右声道数据。LRCK的频率等于采样频率，确保声道同步。 3. 串行数据 (SDATA)：以二进制补码表示的音频数据，数据的最高位在LRCK变化后的第二个SCLK脉冲出现，允许接收端灵活处理有效位数，提高系统兼容性。 除了基本的I2S规范，技术发展促使在统一接口下出现了不同的数据格式，如左对齐、I2S格式（飞利浦标准格式，右对齐也称为日本格式或普通格式）。这些格式通过调整SDATA与LRCK和SCLK的关系来适应不同的应用场景。 例如，图3展示了典型I2S信号结构，图4和图5分别展示了非I2S格式和不同I2S格式的示例。为了保证数字音频质量，发送端和接收端必须使用相同的格式和数据长度。图6展示了CT7160的输出波形，显示了LRCK频率为48kHz，SCLK频率为2.304MHz，这意味着采样频率为48kHz，数据位数为24bit，且数据格式为右对齐，这符合Creative原厂EEPROMini文件中Dolby Prologic方式下的I2S接口输出。 I2S接口规范是音频设备之间传输音频数据的重要桥梁，通过标准化的信号结构和灵活的数据格式，实现了高效、准确和兼容的音频传输，对于音频系统的集成和扩展具有重要意义。理解并掌握I2S接口规范是音频工程师和系统设计者必备的技能。