幾種常見的I2S數(shù)據(jù)格式

I2S總線簡單有效，可以有效提升輸出數(shù)據(jù)的質(zhì)量，在各種嵌入式音頻系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用。但是在嵌入式音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，并不是所有的MCU都支持I2S總線格式，再加上I2S還沒有統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，不同的廠家生產(chǎn)的設(shè)備接口也是五花八門，采用軟件模擬實(shí)現(xiàn)I2S總線可有效解決在不支持其的MCU和設(shè)備之間通過I2S總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)出現(xiàn)的問題。

隨著技術(shù)的發(fā)展，在統(tǒng)一的I2S接口下出現(xiàn)了多種不同的數(shù)據(jù)格式。根據(jù)SD信號相對于SCK和WS位置的不同，分為左對齊和右對齊2種格式那么I2S數(shù)據(jù)格式常見的有那些呢！

I2S數(shù)據(jù)格式

I2S有4個(gè)主要信號：

SCLK：串行時(shí)鐘，也叫位時(shí)鐘（BCLK），即對應(yīng)數(shù)字音頻的每一位數(shù)據(jù)，SCLK都有1個(gè)脈沖。SCLK的頻率=2×采樣頻率×采樣位數(shù)

LRCK：幀時(shí)鐘，用于切換左右聲道的數(shù)據(jù)。LRCK的頻率=采樣頻率。

SDATA：串行數(shù)據(jù)，就是用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的音頻數(shù)據(jù)

MCLK：主時(shí)鐘，也叫系統(tǒng)時(shí)鐘（Sys Clock）。為了使系統(tǒng)間能夠更好地同步，MCLK的頻率= 256倍或384倍采樣頻率。

隨著技術(shù)的發(fā)展，在統(tǒng)一的 I2S接口下，出現(xiàn)了多種不同的數(shù)據(jù)格式。根據(jù)SDATA數(shù)據(jù)相對于LRCK和SCLK的位置不同分為：

左對齊（較少使用）

I2S格式（即飛利浦規(guī)定的格式）

右對齊（也叫日本格式、普通格式）。

這些格式的具體描述如下。

24位左對齊格式

24/16位I2S格式

對于這種標(biāo)準(zhǔn)I2S格式的信號，無論有多少位有效數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的最高位總是出現(xiàn)在LRCK變化（也就是一幀開始）后的第2個(gè)SCLK脈沖處。這就使得接收端與發(fā)送端的有效位數(shù)可以不同。如果接收端能處理的有效位數(shù)少于發(fā)送端，可以放棄數(shù)據(jù)幀中多余的低位數(shù)據(jù)；如果接收端能處理的有效位數(shù)多于發(fā)送端，可以自行補(bǔ)足剩余的位。這種同步機(jī)制使得數(shù)字音頻設(shè)備的互連更加方便，而且不會(huì)造成數(shù)據(jù)錯(cuò)位。

24位右對齊格式

20位右對齊格式

18位右對齊格式

16位右對齊格式

由上述數(shù)據(jù)格式圖可知：

對于左/右對齊格式：LRCK為“1”表示正在傳輸?shù)氖亲舐暤赖臄?shù)據(jù)，為“0”則表示正在傳輸?shù)氖怯衣暤赖臄?shù)據(jù)；

對于標(biāo)準(zhǔn)I2S格式：LRCK為“0”表示正在傳輸?shù)氖亲舐暤赖臄?shù)據(jù)，為“1”則表示正在傳輸?shù)氖怯衣暤赖臄?shù)據(jù)。

綜上為了保證數(shù)字音頻信號的正確傳輸，發(fā)送端和接收端應(yīng)該采用相同的數(shù)據(jù)格式和長度。當(dāng)然，對標(biāo)準(zhǔn)I2S格式來說數(shù)據(jù)長度可以不同。