I2S音频总线--总结

作者：Ben2Feng
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作者：Ben2Feng链接：https://www.jianshu.com/p/e4f07bcd9df4来源：简书著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

 

一、I2S介绍：

二、自然界音频范围

三、数字音频的质量

四、2S总线简述

五、数据信号特点

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一、I2S介绍：

I2S(Inter—IC Sound)总线, 又称集成电路内置音频总线，专门开发传输音频信号的总线；

二、自然界音频范围

图1

 

如图1所示，自然界声音的频率范围最大为20KHz，根据奈奎斯特采样定律，采样频率只要大于2*Fs，采集的数据即可无失真的还原原始信号，常见的CD，采样率为44.1KHz；这样当采样频率达到48KHz时即可无失真采样还原所有的声音信号。

三、数字音频的质量

• 数字音频的质量取决于：采样频率和量化位数这两个参数，为了保真，在时间变化方向上取样点尽量密，取样率要高；在幅度取值上尽量细，量化比特率要高，直接的结果就是存储容量及传输信道容量要求的压力大；

• 音频信号的传输率= 取样频率 × 样本的量化比特数 × 通道数。

   

图2

 

四、2S总线简述

• I2S总线主要有3个信号：串行时钟SCLK，；帧时钟LRCK、串行数据SDATA；有时为了使系统间能够更好地同步，还需要另外传输一个信号MCLK，称为主时钟，也叫系统时钟（Sys Clock），是采样频率的256倍或384倍。

• 串行时钟SCLK：也叫位时钟BCLK，即对应数字音频的每一位数据，SCLK都有1个脉冲；SCLK的频率=2×采样频率×采样位数，2倍是因为I2S有左右两个通道。
• 帧时钟LRCK，也称（WS）：用于切换左右声道的数据。LRCK为“1”表示正在传输的是左声道的数据，为“0”则表示正在传输的是右声道的数据；LRCK的频率等于采样频率。
• 串行数据SDATA：就是用二进制补码表示的音频数据。

五、数据信号特点

• I2S格式的信号无论有多少位有效数据，数据的最高位总是出现在LRCK变化（也就是一帧开始）后的第2个SCLK脉冲处。这就使得接收端与发送端的有效位数可以不同。如果接收端能处理的有效位数少于发送端，可以放弃数据帧中多余的低位数据；如果接收端能处理的有效位数多于发送端，可以自行补足剩余的位。这种同步机制使得数字音频设备的互连更加方便，而且不会造成数据错位。

• 左对齐格式

左对齐

 

左对齐格式

• 右对齐格式

   

  

  右对齐