用于音频数据传输的常见IC间数字接口
I2S音频总线
I2S⾳频总线I2S⾳频总线学习（⼀）数字⾳频技术⼀、声⾳的基本概念声⾳是通过⼀定介质传播的连续的波。
图1 声波重要指标：1. 振幅：⾳量的⼤⼩2. 周期：重复出现的时间间隔3. 频率：指信号每秒钟变化的次数声⾳按频率分类：图2 声⾳的频率(语⾳信号频率范围：300Hz-3kHz)声⾳的传播携带了信息，它是⼈类传播信息的⼀种主要媒体。
声⾳的三种类型：1. 波形声⾳：包含了所有声⾳形式2. 语⾳：不仅是波形声⾳，⽽且还有丰富的语⾔内涵(抽象→提取特征→意义理解)3. ⾳乐：与语⾳相⽐，形式更规范。
⾳乐是符号化的声⾳。
⼆、声⾳的数字化1.声⾳信号的类型模拟信号(⾃然界、物理)数字信号(计算机)2.声⾳数字化过程图3 声⾳数字化过程3.声⾳数字化过程⽰意图图4 声⾳数字化过程⽰意图4.声⾳数字化三要素采样频率量化位数声道数每秒钟抽取声波幅度样本的次数每个采样点⽤多少⼆进制位表⽰数据范围使⽤声⾳通道的个数采样频率越⾼声⾳质量越好数据量也越⼤量化位数越多⾳质越好数据量也越⼤⽴体声⽐单声道的表现⼒丰富，但数据量翻倍11.025kHz22.05 kHz44.1 kHz 8位＝25616位＝65536单声道⽴体声5.声⾳数字化的数据量⾳频数据量＝采样频率×量化位数×声道数/8(字节/秒)采样频率(kHz)量化位数(bit)数据量(KB/s)单声道⽴体声(kHz)(bit)11.025810.7721.35 1621.5343.0722.05821.5343.07 1643.0786.1344.1843.0786.13 1686.13172.27三、⾳频的⽂件格式1.WAV⽂件WAV是Microsoft/IBM共同开发的PC波形⽂件。
因未经压缩，⽂件数据量很⼤。
特点：声⾳层次丰富，还原⾳质好2.MP3⽂件MP3(MPEG Audio layer3)是⼀种按MPEG标准的⾳频压缩技术制作的⾳频⽂件。
浅谈数字音频接口
浅谈数字音频接口作者：Purer(1)关于数字音频接口的基本知识“数字音频接口”是用来定义两个数字音频设备之间的数字接口协议的界标准格式，它分为家用的.专业的,电脑的三种格式：①家用的标准：S/PDIF(索尼/飞利浦数字接口格式),EIAJ CP-340 IEC-958 同轴或光缆,属不平衡式。
其标准的输出电平是0.5Vpp(发送器负载75Ω),输入和输出阻抗为75Ω(0.7-3MHz频宽)。
常用的有光纤.RCA和BNC。
我们常见的是RCA插头作同轴输出,但是用RCA作同轴输出是个错误的做法,正确的做法是用BNC作同轴输出,因为BNC头的阻抗是75Ω,刚刚好适合S/PDIF的格式标准,但由于历史的原因,在一般的家用机上用的是RCA作同轴输出。
②专业的标准：AES/EBU(美国音频工程协会/欧洲广播联盟数字格式),AES3-1992,平衡XLR电缆，属平衡式结构。
输出电压是2.7Vpp(发送器负载110Ω),输入和输出阻抗为110Ω(0.1-6MHz频宽)。
③电脑的标准:AT﹠T(美国电话电报公司)。
(2)关于各种接口的优点与缺点从单纯的技术的角度来说,光纤电缆是导体传输速度最快的,是一个极好的数据传输的接线,但是由于它需要光纤发射口和接收口,问题就是出在这里,光纤发射口和接收口的光电转换需要用光电二极管,由于光纤和光电二极管不可能有紧密的接触,从而产生数字抖动(Jitter)类的失真而这个失真是叠加的,因它有两个口(发射口和接收口)。
再加上在光电转换过程中的失真，使它是几种数字电缆中最差的。
但奇怪的是日本的机十分喜欢用光纤电缆，可能生产成本比同轴便宜。
同轴电缆是欧洲机喜欢用的，凡是有数字输出的都有同轴输出。
但从我的实际上的经验发现其数字接口的重要性并不亚于光纤发射口和接收口。
同轴输入和输出的传输方法有几种：（1）用74HCU04作缓冲.放大和整形在输入和输出一样。
（2）用74HCU04作缓冲.放大和整形在输入和输出一样，但在输入和输出端加上脉冲变压器，防止数字音源通过共模噪声抑的屏蔽线输入机内，输入和输出配接脉冲变压器，内外的“地”完全隔离。
i2s数据进行傅里叶变换
i2s数据进行傅里叶变换傅里叶变换是一种数学工具，用于将一个信号或函数在时域（时间域）中的表达转换为频域（频率域）中的表达。
这种转换能够将一个信号分解成一系列简单的正弦和余弦函数的叠加。
在数字信号处理中，i2s数据也可以通过傅里叶变换进行分析和处理。
i2s（Inter-IC Sound）是一种用于在集成电路之间传输音频数据的串行接口。
它通常用于连接音频解码器、音频编解码器和数字音频处理器等设备。
i2s数据包含了音频信号的数字表示，通过对其进行傅里叶变换，可以获得音频信号在频域上的表达。
首先，我们需要了解傅里叶变换的基本原理。
傅里叶变换将一个信号分解为一系列正弦和余弦函数，这些函数具有不同的频率和振幅。
对于一个连续信号，傅里叶变换可以表示为积分形式，而对于一个离散信号（如i2s数据），傅里叶变换可以表示为离散形式，即离散傅里叶变换（DFT）。
离散傅里叶变换（DFT）将离散的时间域信号转换为离散的频域信号。
对于一个长度为N的离散信号x[n]，其离散傅里叶变换（DFT）可以表示为：X[k] = Σ(x[n] * exp(-j2πkn/N))其中，X[k]表示频域上的第k个频率分量，n表示时间域上的样本点，j表示虚数单位，k表示频域上的采样点，N表示信号的长度。
通过计算离散傅里叶变换，我们可以得到一个复数序列X[k]，其中实部表示信号的幅度，虚部表示信号的相位。
对于i2s数据，我们可以将其视为一个包含了时间域上的采样点的离散信号。
通过对i2s数据进行DFT计算，我们可以得到该信号在频域上的表示。
在计算中，我们通常使用快速傅里叶变换（FFT）算法，这是一种高效的计算DFT的方法。
通过得到i2s数据的频域表示，我们可以进行一系列的频域分析和处理。
例如，我们可以使用谱分析来获取信号的频谱，即不同频率分量的能量分布。
此外，我们还可以对信号进行滤波、频域平移等操作。
傅里叶变换在音频处理、图像处理、通信等领域中都有广泛的应用。
HDMI介绍
HDMI IntroductionHDMI的英文全称是“High Definition Multimedia”，中文的意思是高清晰度多媒体接口。
HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。
同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号传送。
应用HDMI的好处是：只需要一条HDMI 线，便可以同时传送影音信号，而不像现在需要多条线材来连接；同时，由于无线进行数/模或者模/数转换，能取得更高的音频和视频传输质量。
对消费者而言，HDMI技术不仅能提供清晰的画质，而且由于音频/视频采用同一电缆，大大简化了家庭影院系统的安装。
2002年的4月，日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝共7家公司成立了HDMI组织开始制定新的专用于数字视频/音频传输标准。
2002年岁末，高清晰数字多媒体接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0标准颁布。
HDMI在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装。
与DVI相比，HDMI可以传输数字音频信号，并增加了对HDCP的支持，同时提供了更好的DDC可选功能。
HDMI支持5Gbps的数据传输率，最远可传输15米，足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。
而因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s，因此HDMI还有很大余量。
这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器，接收器和PRR。
此外HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。
一般HDMI™ 问题问：HDMI 是什么？HDMI（高清晰度多媒体接口）是首个也是业界唯一支持的不压缩全数字的音频/ 视频接口。
HDMI 通过在一条线缆中传输高清晰、全数字的音频和视频内容，极大简化了布线，为消费者提供最高质量的家庭影院体验。
i2s协议的时钟频率
i2s协议的时钟频率介绍I2S（Inter-IC Sound）是一种数字音频传输协议，广泛应用于音频设备之间的数据传输。
I2S协议定义了音频数据的格式和传输时序，其中时钟频率是协议中的一个重要参数。
本文将深入探讨i2s协议的时钟频率。
I2S协议概述I2S协议是由飞利浦（Philips）公司于1986年开发的，旨在为数字音频设备提供一种标准的接口。
它通过三根线进行数据传输：时钟线（SCK），帧同步线（WS）和数据线（SD）。
其中，时钟频率是由时钟线控制的。
I2S协议的时钟频率I2S协议的时钟频率是指时钟线上的时钟信号的频率，它决定了音频数据的采样率和传输速度。
时钟频率通常以Hz为单位表示。
I2S协议的时钟频率与音频质量的关系时钟频率对音频质量有直接影响。
较高的时钟频率意味着更高的采样率和传输速度，可以提供更高质量的音频信号。
然而，较高的时钟频率也需要更高的传输带宽和处理能力，因此在实际应用中需要权衡音频质量和系统资源之间的关系。
I2S协议的时钟频率设置在使用I2S协议传输音频数据时，需要正确设置时钟频率以确保数据的准确传输。
时钟频率的设置通常包括以下几个方面：1. 采样率采样率是指每秒钟采集的音频样本数。
常见的采样率包括44.1kHz、48kHz等。
在设置时钟频率时，需要根据采样率来确定时钟信号的频率。
2. 位深度位深度是指每个音频样本的比特数，它决定了音频的动态范围和分辨率。
常见的位深度包括16位、24位等。
时钟频率的设置也需要考虑位深度的影响。
3. 数据格式I2S协议支持多种数据格式，如左对齐（Left-Justified）、右对齐（Right-Justified）和标准I2S格式。
不同的数据格式对应不同的时钟频率设置。
I2S协议的时钟频率计算公式根据I2S协议的规范，可以使用以下公式计算时钟频率：时钟频率 = 采样率× 位深度× 2其中，采样率为每秒钟的采样数，位深度为每个样本的比特数，乘以2是因为I2S协议每个样本需要两个时钟周期。
I2S概述
I2S[编辑本段]I2S总线概述音响数据的采集、处理和传输是多媒体技术的重要组成部分。
众多的数字音频系统已经进入消费市场，例如数字音频录音带、数字声音处理器。
对于设备和生产厂家来说，标准化的信息传输结构可以提高系统的适应性。
I2S(Inter—IC Sound)总线是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准，该总线专责于音频设备之间的数据传输，广泛应用于各种多媒体系统。
它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计，通过将数据和时钟信号分离，避免了因时差诱发的失真，为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。
[编辑本段]I2S总线规范在飞利浦公司的I2S标准中，既规定了硬件接口规范，也规定了数字音频数据的格式。
I2S有3个主要信号：1.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. 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。
3.串行数据SDATA，就是用二进制补码表示的音频数据。
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。
串行数据（SD）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。
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。
I2S总线接口结构的配置
S3C44B0X I2S总线结构
图7 IIS总线框图 各部分功能如下：
S3C44B0X I2S总线结构
✓总线接口、寄存器组、和状态机（BRFC）：总线接口逻辑和FIFO的 访问由状态机控制；
✓ 两个三位的预分频器（IPSR）：一个被用作IIS总线接口的主时钟发 生器，另一个被用作外部编码解码的时钟发生器；
信号线（续）
I2S总线规范
➢ 串行数据（SD）
I2S格式的信号无论有多少位有效数据，数据的最 高位总是被最先传输(在WS变化(也就是一帧开始)后的 第2个SCK脉冲处)，因此最高位拥有固定的位置，而 最低位的位置则是依赖于数据的有效位数。也就使得 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(常补足为零)。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。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I2S格式来说数据长度可以不同。
✓ 16位移位寄存器（SFTR）：在发送数据模式中，并行数据被移成串 行数据输出，在接收数据模式中，串行数据被移成并行数据输入；
S3C44B0X I2S接口工作模式
✓ 单独发送或接收模式
a、正常传输模式 FIFO队列的就绪标志位决定了CPU读或写队列的时间。发送
队列非空，队列发送数据准备就绪，标志位置1；发送队列为 空，标志位置0。接收队列未满，标志位置1，指示队列可接收数 据；接收队列满，标志位置0。当CPU访问发送或接收队列 （FIFOs）时，串行数据能够被发送或接收。 b、DMA传输模式
I2S总线概述
[常用,音频接口,介绍]常用音频接口介绍
![[常用,音频接口,介绍]常用音频接口介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/10c565349b89680202d8252a.png)
常用音频接口介绍常用音频接口介绍概述在广播电视系统节目采编及传送机房的日常技术维护中，会接触到各式各样的音频类接口。
音频接口，是在传输音频信号时使用的接口，它可以是模拟的，也可以是数字的。
不同的音频应用领域，往往会有不同的接口，随着技术的进步，接口的种类也在不断的发展、增多。
如果缺乏对音频接口知识的基本了解，在日常的技术维护中，势必会妨碍对于音频传送，音频测试与测量的理解与应用，本文对常用的音频接口做较详细的介绍。
首先，明确两个概念的涵义及关系：接口（Interface）和连接器（通常也叫做接头，Con nector）。
不同的音频标准都需要定义各自的硬件接口标准，硬件接口定义了电子设备之间连接的物理特性，包括传输的信号频率、强度，以及相应连线的类型、数量，还包括插头、插座的机械结构设计。
连接器是接口在物理上的实现，是实现电路互连的装置。
人们将接头分成两类：“公头”（或“阳头”）和“母头”（或“阴头”），一言以概之，即插头（Male connector、plug）和插座（Female connector、socket）。
在实际应用中，人们经常习惯于将接口（Interface）和接头（Connector）二者不加区分的通用，因此，本文在文字描述上也不做严格的区分。
模拟音频接口1.TRS 接头2.5mm接头在手机类便携轻薄型产品上比较常见，因其接口可以做的很小；3. 5mm接头在PC类产品以及家用设备上比较常见，也是我们最常见到的接口类型；6.3mm接头是为了提高接触面以及耐用度而设计的模拟接头，常见于监听等专业音频设备上，例如：节目传输类机房大多用此接头来监听节目质量。
接下来介绍3.5mm和6.3mm两种规格的TRS接头。
2.1.1 (1/8′3.5mm) TRS接头俗称：（小三芯）3.5mm TRS接头又称小三芯或者立体声接头，是目前见到的最主要的声卡接口，除此之外，包括绝大部分MP3播放器，MP4播放器和部分音乐手机的耳机输出接口也使用这种接头。
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用于音频数据传输的常见IC间数字接口
先了解不同接口的优缺点而后选择元件，这有利于更加合理地选择元件，
保证信号链的高效实现。
随着音频集成电路转向更精细的工艺尺度，要在相同一片高密度数字电路硅
片上设计出高性能的模拟电路变得更为困难，集成的性价比减小。因此，音频
系统架构师正在将音频信号链中的模拟部分进一步推至输出和输入端，而相互
间以数码方式连接起来。
如图1所示，传统的音频信号链中有麦克风、前置放大器、模/数转换器
（ADC）、数/模转换器(DAC)、输出放大器，以及扬声器，它们之间使用模拟
信号连接。但是，由于模拟电路被推到了信号链的边缘，信号链中各集成电路
间将出现更多数字接口。DSP通常是数字连接，换能器、放大器一般而言只有
模拟接口，但现在也正在包含数字接口的功能。
目前，集成电路设计人员正在将换能器内的ADC、DAC和调制器集成到信
号链的另一端，这样就不必在印刷电路板(PCB)上布放任何模拟音频信号，并
且减少了信号链中的器件数量。图2给出了一个完整数字音频信号链的例子。
数字音频数据传输现在有许多标准。很多格式都可以用于在同一块PCB上实
现IC间的通信，如I2S（IC间音频）、TDM（时分复用）和PDM（脉冲分时
复用）等格式。其它音频格式则主要面向不同印刷电路板之间通过电缆的数据
连接，如S/PDIF和以太AVB。
本文的重点是IC之间数字音频格式的区别与优缺点。如选择了数字接口不
匹配的音频组件，则会不必要地使系统设计变得更加复杂。了解不同接口的优
缺点后再选择部件，有助于提高组件选择效率和保证信号链的最高效实现。
IC之间音频(12S)是用于集成电路之间音频数据传输的最常见数字音频格式。