RK3588+XS9922B：I2S-TDM多通道音频采集实例

前言：

在工业音视频采集、智能安防、车载DVR等场景中，多路音视频同步采集是核心需求。眺望电子RK3588 核心板，搭配 XS9922B 多路 AHD 音视频采集芯片，可轻松实现 8声道高清音频的稳定采集与传输。今天就从原理、硬件配置、设备树开发到实测验证，完整分享这套高性能音频采集方案实现全流程。

 

一、I2S 与 I2S-TDM的关键差异
 

很多人分不清 I2S 和 I2S-TDM，简单说：I2S 是双通道专用，I2S-TDM 是多通道（最高 8 声道）专用：

• I2S 控制器：仅支持标准 I2S、PCM 协议，主打左右双声道，满足普通立体声需求；如果要接入4路AHD摄像头，每路都带独立音频时，就需要8路音频通道。如果沿用标准I2S，需要4组独立的I2S总线，不仅浪费引脚，而且时钟同步困难。

• I2S-TDM 控制器：兼容 I2S、PCM、TDM 三大协议，核心优势是时分复用（TDM）技术，单条数据线就能传输 8 声道音频，完美适配多路采集场景。

传统 I2S 的 LRCLK 仅切换左右声道，而 TDM 模式下：    

1.LRCLK 升级为帧同步信号，一个周期内按顺序传输 8 个声道的完整数据；

2.BCLK（位时钟）频率翻倍，计算公式：BCLK频率=采样率×声道数×采样位深；

3.仅用 1 根 SDIN/SDOUT 数据线，串行传输所有声道数据，大幅简化硬件布线。

RK3588核心板 关键引脚信号

• I2S_LRCLK：帧时钟，频率 = 采样率（如 44.1kHz/48kHz）；

• I2S_BCLK：位时钟，每个数据位对应 1 个脉冲；

• I2S_SDATA：音频数据，二进制补码格式传输；

• I2S_MCLK：系统时钟，供 Codec 芯片工作，常用采样率×256（如 48kHz×256=12.288MHz）。

 

二、RK3588核心板+XS9922B方案优势

 

 2.1  RK3588 TDM模式

• 内置专用 I2S-TDM 控制器，原生支持 8 声道采集，无需额外扩展芯片；

• 工业级高集成度核心板，时钟精度高、稳定性强，适配工业级 7×24 小时连续工作；

• 算力充足，可同步处理多路视频 + 音频数据，适配 AHD 音视频一体化采集场景。

 2.2  XS9922B多路 AHD 音视频采集

XS9922B 是专为高清音视频采集设计的芯片，支持两种核心配置：

• 配置 1：slot-num为16，slot-width为32（适合 16 声道，RK3588 不支持）；

• 配置 2：slot-num为8，slot-width为32（与 RK3588 匹配）。

核心优势：AHD 视频 + TDM 音频同步采集，单芯片搞定多路音视频输入，大幅降低硬件成本和开发难度。

三、实现步骤

 

 3.1  设备树配置（RK3588 侧）

重点开启 I2S0 的 8 通道 TDM 模式，配置时钟、引脚复用及 Codec 关联：

 

// I2S0 8通道TDM配置&i2s0_8ch {    status = "okay";    pinctrl-names = "default", "idle", "clk";    pinctrl-0 = <&i2s0_sdi0 &i2s0_sdo0>;    pinctrl-1 = <&i2s0_idle>;    pinctrl-2 = <&i2s0_lrck &i2s0_sclk>;    rockchip,always-on;          // 保持时钟常亮    rockchip,tdm-fsync-half-frame; // TDM帧同步模式    rockchip,capture-channels = <8>; // 配置8个采集声道};// I2C3挂载XS9922B Codec&i2c3{    status = "okay";    xs9922: xs9922@30 {        status = "okay";        #sound-dai-cells = <0>;        compatible = "xs9922";        reg = <0x30>;        clocks = <&mclkout_i2s0>;        clock-names = "mclk";        assigned-clocks = <&cru I2S0_8CH_MCLKOUT>;        reset-gpios = <&extio EXTIO_GPIO_P00 GPIO_ACTIVE_HIGH>;        power-gpios = <&extio EXTIO_GPIO_P01 GPIO_ACTIVE_HIGH>;        assigned-clock-rates = <11289597>; // 匹配44.1kHz采样率时钟        pinctrl-names = "default";        pinctrl-0 = <&i2s0_mclk>;    };};// 声卡配置：关联CPU与Codec，TDM参数匹配xs9922_sound: xs9922-sound {    compatible = "simple-audio-card";    simple-audio-card,name = "rockchip,tdm-8ch";    simple-audio-card,format = "dsp_a"; // 匹配XS9922B的DSP-A格式    simple-audio-card,mclk-fs = <256>;    simple-audio-card,bitclock-master = <&codec_master>;    simple-audio-card,frame-master = <&codec_master>;    status = "okay";    simple-audio-card,cpu {        sound-dai = <&i2s0_8ch>;        dai-tdm-slot-num = <8>;    // 8个时隙        dai-tdm-slot-width = <32>; // 32bit位宽    };    codec_master: simple-audio-card,codec {        sound-dai = <&xs9922>;    };};

 3.2   内核驱动配置

RK3588 内核中 I2S 驱动（kernel/sound/soc/rockchip/rockchip_i2s.c），其中 rockchip_i2s_set_fmt 负责配置协议格式，默认已原生支持 DSP-A/B 格式，与 XS9922B 完全兼容，无需修改驱动代码：

•DSP-A：PCM 延迟 1bit 模式（本次采用）；

•DSP-B：PCM 无延迟模式。

 

static int rockchip_i2s_set_fmt(struct snd_soc_dai *cpu_dai,unsigned int fmt){    mask = I2S_TXCR_IBM_MASK | I2S_TXCR_TFS_MASK | I2S_TXCR_PBM_MASK;switch (fmt & SND_SOC_DAIFMT_FORMAT_MASK) {case SND_SOC_DAIFMT_RIGHT_J:val = I2S_TXCR_IBM_RSJM;break;case SND_SOC_DAIFMT_LEFT_J:val = I2S_TXCR_IBM_LSJM;break;case SND_SOC_DAIFMT_I2S:val = I2S_TXCR_IBM_NORMAL;break;case SND_SOC_DAIFMT_DSP_A: /* PCM delay 1 bit mode */val = I2S_TXCR_TFS_PCM | I2S_TXCR_PBM_MODE(1);break;case SND_SOC_DAIFMT_DSP_B: /* PCM no delay mode */val = I2S_TXCR_TFS_PCM;break;default:ret = -EINVAL;goto err_pm_put;}}

 

四、功能测试验证

 

 4.1  查看声卡

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# 查看系统声卡列表cat /proc/asound/cards# 查看录音设备arecord -l# 查看播放设备aplay -l

正常输出会显示rockchip,tdm-8ch声卡，且识别到 8 个采集声道。

 4.2  检查 I2S 时钟

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cat /sys/kernel/debug/clk/clk_summary |grep i2s0

确认 I2S0 的 MCLK、BCLK 时钟频率与配置一致（如 44.1kHz 采样率下，BCLK=11.2896MHz）。

波型实测

•LRCLK：频率 44.1kHz，方波信号稳定；

•BCLK/MCLK：频率 11.2896MHz，脉冲波形清晰；

•SDATA：8 声道音频数据串行输出，波形无失真；

五、总结

 

RK3588+XS9922B 的 I2S-TDM 8 声道音频方案，其核心优势在于：仅用1组I2S总线 + 1个TDM控制器，就收齐了8路音频，既节省了RK3588宝贵的引脚资源，又通过TDM的时分复用保证了多声道同步性。

原生适配、配置简单、稳定性强，完美解决多路音频同步采集痛点。无需复杂的硬件扩展，仅通过设备树配置即可快速落地，是工业级、车载级、安防级多路音视频采集场景的首选方案。希望这篇基于 RK3588 I2S-TDM 与 XS9922B 的笔记，能为你的项目调试提供帮助。