几种常见的I2S数据格式

电子常识

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描述

I2S总线简单有效,可以有效提升输出数据的质量,在各种嵌入式音频系统中有广泛应用。但是在嵌入式音频系统设计中,并不是所有的MCU都支持I2S总线格式,再加上I2S还没有统一的接口标准,不同的厂家生产的设备接口也是五花八门,采用软件模拟实现I2S总线可有效解决在不支持其的MCU和设备之间通过I2S总线实现数据传输时出现的问题。

随着技术的发展,在统一的I2S接口下出现了多种不同的数据格式。根据SD信号相对于SCK和WS位置的不同,分为左对齐和右对齐2种格式那么I2S数据格式常见的有那些呢!

I2S数据格式

I2S有4个主要信号:

SCLK:串行时钟,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

LRCK:帧时钟,用于切换左右声道的数据。LRCK的频率=采样频率。

SDATA:串行数据,就是用二进制补码表示的音频数据

MCLK:主时钟,也叫系统时钟(Sys Clock)。为了使系统间能够更好地同步,MCLK的频率= 256倍或384倍采样频率。

随着技术的发展,在统一的 I2S接口下,出现了多种不同的数据格式。根据SDATA数据相对于LRCK和SCLK的位置不同分为:

左对齐(较少使用)

I2S格式(即飞利浦规定的格式)

右对齐(也叫日本格式、普通格式)。

这些格式的具体描述如下。

24位左对齐格式

I2S

24/16位I2S格式

I2S

对于这种标准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。

24位右对齐格式

I2S

20位右对齐格式

I2S

18位右对齐格式

I2S

16位右对齐格式

I2S

由上述数据格式图可知:

对于左/右对齐格式: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;

对于标准I2S格式:LRCK为“0”表示正在传输的是左声道的数据,为“1”则表示正在传输的是右声道的数据。

综上为了保证数字音频信号的正确传输,发送端和接收端应该采用相同的数据格式和长度。当然,对标准I2S格式来说数据长度可以不同。

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