I²S ( Inter-IC Sound , глаз в квадрате ) - это стандарт интерфейса электрической последовательной шины, используемый для соединения цифровых аудиоустройств между собой. Он используется для передачи аудиоданных PCM между интегральными схемами в электронном устройстве. Шина I²S разделяет тактовые сигналы и сигналы последовательных данных, в результате чего получаются более простые приемники, чем те, которые требуются для систем асинхронной связи, которым необходимо восстанавливать тактовую частоту из потока данных. Альтернативно I²S пишется как I2S (произносится как "глаз-два-эсс") или IIS (произносится "глаз-глаз-эсс"). Несмотря на похожее название, I²S не имеет отношения к двунаправленной шине I²C (IIC).
Тип | Шина последовательной связи | ||
---|---|---|---|
История производства | |||
Дизайнер | Philips Semiconductor , известный сегодня как NXP Semiconductors | ||
Разработано | 1986 | ||
Данные | |||
Сигнал данных | Тяни-Толкай | ||
Ширина | 1 линия данных (SD) + 2 линии синхронизации (SCK, WS) | ||
Протокол | Серийный |
История
Этот стандарт был представлен в 1986 году компанией Philips Semiconductor (ныне NXP Semiconductors ) и последний раз пересматривался 5 июня 1996 года. [1]
Подробности
Протокол I²S описывает один конкретный тип цифровой аудиосвязи PCM с определенными параметрами, указанными в спецификации Philips.
Автобус состоит как минимум из трех линий:
- Линия битовых часов
- Линия часов Word
- Как минимум одна мультиплексированная линия данных
Он также может включать следующие строки:
- Мастер-часы (обычно 256 x LRCLK)
- Мультиплексированная линия данных для загрузки
Тактовые импульсы битов подаются один раз для каждого дискретного бита данных в линиях данных. Тактовая частота битов является произведением частоты дискретизации , количества бит на канал и количества каналов. Так, например, CD Audio с частотой дискретизации 44,1 кГц, с точностью до 16 бит и двумя каналами (стерео) имеет тактовую частоту битов:
- 44,1 кГц × 16 × 2 = 1,4112 МГц
Часы выбора слова позволяют устройству узнать, отправляется ли в настоящее время канал 0 или канал 1, поскольку I²S позволяет отправлять два канала по одной и той же линии данных. Это сигнал с коэффициентом заполнения 50%, который имеет ту же частоту, что и частота дискретизации. Для стерео материала в спецификации I²S указано, что левый звук передается в нижнем цикле тактового сигнала выбора слова, а правый канал передается в верхнем цикле. Обычно он синхронизируется с задним фронтом тактовых импульсов последовательного интерфейса, поскольку данные фиксируются по переднему фронту. [1] Тактовый сигнал выбора слова изменяет один тактовый бит на один бит перед передачей MSB. Это позволяет, например, получателю сохранить предыдущее слово и очистить ввод для следующего. [1]
Данные подписаны , закодированы как два дополнения с первым старшим битом ( старший бит ) . [1] Это позволяет произвольному количеству битов в кадре без необходимости согласования между передатчиком и приемником. [1]
Как аудиосвязь
В аудиооборудовании I²S иногда используется в качестве внешнего канала связи между проигрывателем компакт-дисков и отдельным блоком ЦАП, в отличие от чисто внутреннего соединения внутри одного блока плеера. Это может стать альтернативой широко используемым стандартам AES / EBU , Toslink или S / PDIF .
Соединение I²S не предназначалось для использования через кабели, и большинство интегральных схем не будут иметь правильного импеданса для коаксиальных кабелей. Поскольку ошибка адаптации импеданса, связанная с разной длиной линии, может вызывать различия в задержке распространения между линией синхронизации и линией данных, это может привести к проблемам синхронизации между SCK, WS и сигналами данных, в основном при высоких частотах дискретизации и битовых скоростях. Поскольку на шине I²S нет механизма обнаружения ошибок, это может вызвать значительные ошибки декодирования.
Для этого приложения не существует стандартного соединительного кабеля. Некоторые производители просто обеспечивают три разъема BNC , 8P8C ( «RJ45») разъем или DE-9 разъем. Другие, такие как Audio Alchemy (ныне несуществующая), использовали разъемы DIN . PS Audio , Musica Pristina и Wyred4Sound используют разъем HDMI. Голландский производитель Van Medevoort внедрил Q-link в свое оборудование, которое передает I²S через 4 разъема RCA (данные, MCK, LRCK, BCK).
Смотрите также
Рекомендации
- ^ a b c d e f g h i «Спецификация I²S» (PDF) . Полупроводники Philips. 5 июня, 1996. Архивировано из оригинального (PDF) на 2 января 2007 года.
- ^ а б в Льюис, Джерад (январь 2012 г.). «Техническая статья MS-2275: Общие цифровые интерфейсы между ИС для передачи аудиоданных» (PDF) . Analog Devices, Inc.
- ^ а б «MCLK в аудиопротоколе I2S» . electronics.stackexchange.com . Проверено 4 ноября 2016 .
Источник синхронизации для дельта-сигма модуляторов и цифровых фильтров. ... Это часы, которые используются аудиокодеком ... для измерения времени и / или управления собственными внутренними операциями.
- ^ «Источники синхронизации PCM1781 (или любого I2S DAC) - Форум по аудиоконвертерам - Аудиопреобразователи - Сообщество TI E2E» . e2e.ti.com . Проверено 4 ноября 2016 .
Правда, мастер-часы (модулятор) не входят в стандарт I2S
- ^ Арбона, Хорхе (сентябрь 2010 г.). «Отчет о приложении SLAA469 Конфигурации последовательного аудиоинтерфейса для аудиокодеков» (PDF) .
Аудиоконвертерам, основанным на архитектуре дельта-сигма (ΔΣ), требуются внутренние главные часы, которые работают с гораздо большей частотой, чем целевая частота дискретизации.
Внешние ссылки
- Спецификация I²S - Philips / NXP
- I²S и STM32F4 Slides - Обернский университет
- Общие цифровые интерфейсы между IC для передачи аудиоданных , PDF