I²S
| Тип | Последовательная коммуникационная шина | ||
|---|---|---|---|
| История производства | |||
| Дизайнер | Philips Semiconductor , известная сегодня как NXP Semiconductors. | ||
| Разработанный | 1986 год | ||
| Данные | |||
| Сигнал данных | Двухтактный | ||
| Ширина |
1 линия передачи данных (SD) + 2 линии синхронизации (SCK, WS) | ||
| Протокол | Серийный | ||
Звук межинтегральной схемы ( I²S , произносится как «квадратный глаз»). [ нужна ссылка ] ) — это протокол последовательного интерфейса для передачи двухканального цифрового звука в виде импульсно-кодовой модуляции (PCM) между компонентами интегральной схемы (IC) электронного устройства. Шина I²S разделяет тактовые сигналы и сигналы последовательных данных, в результате чего получаются более простые приемники, чем те, которые необходимы для асинхронных систем связи, которым необходимо восстанавливать тактовые сигналы из потока данных. Альтернативно, I²S пишется как I2S (произносится как глаз-два-эсс) или IIS (произносится как глаз-глаз-эсс). Несмотря на похожее название, I²S не имеет отношения к I²C .
История
[ редактировать ]Стандарт протокола был представлен в 1986 году компанией Philips Semiconductor (ныне NXP Semiconductors ) и впервые пересмотрен 5 июня 1996 года. [ 1 ] Последний раз стандарт пересматривался 17 февраля 2022 года и в него были обновлены термины «ведущий» и «ведомый» для контроллера и целевого устройства . [ 2 ]
Подробности
[ редактировать ]
Как показано на схеме, протокол требует следующих строк:
- Серийные часы ( СКК ), [ 1 ] также известные как битовые часы (BCLK). [ 3 ]
- Выбор слова ( WS ); [ 1 ] также известные как часы «лево-право» (LRCLK) [ 3 ] или кадровая синхронизация (FS). [ 4 ] ; 0 = левый канал, 1 = правый канал [ 1 ]
- Серийные данные ( SD ), [ 1 ] также известные как SDATA, SDIN, SDOUT, DACDAT, ADCDAT [ 3 ]
Протокол также может включать следующие строки:
- Основные часы (обычно 256 x LRCLK); не является частью стандарта, [ 5 ] но обычно включается для синхронизации внутренней работы аналого-цифровых преобразователей. [ 4 ] [ 6 ]
- Мультиплексированная линия данных для загрузки
Битовый тактовый импульс подается 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, точностью 16 бит и двумя каналами (стерео) имеет битовую тактовую частоту:
- 44,1 кГц × 16 × 2 = 1,4112 МГц
Тактовый сигнал выбора слова позволяет устройству узнать, передается ли в данный момент канал 1 (WS = 0) или канал 2 (WS = 1), поскольку I²S позволяет отправлять два канала по одной и той же линии данных. Это сигнал с коэффициентом заполнения 50%, имеющий ту же частоту, что и частота выборки. Для стереоматериала спецификация I²S гласит, что левый звук передается в низком цикле тактового сигнала выбора слова, а правый канал передается в высоком цикле. Обычно он синхронизируется по заднему фронту последовательного тактового сигнала, поскольку данные фиксируются по нарастающему фронту. [ 1 ] Тактовый сигнал выбора слова изменяет тактовый период на один бит перед передачей старшего бита. Это позволяет, например, приемнику сохранить предыдущее слово и очистить ввод для следующего. [ 1 ]
Данные подписаны и закодированы как дополнение до двух, старший бит ( старший бит ) причем сначала идет . [ 1 ] Это позволяет произвольному количеству битов в кадре без необходимости согласования между передатчиком и получателем. [ 1 ]
В качестве аудиосоединения
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Октябрь 2022 г. ) |
В аудиооборудовании I²S иногда используется в качестве внешнего канала связи между проигрывателем компакт-дисков или устройством потоковой передачи цифрового звука и внешним цифро-аналоговым преобразователем , в отличие от чисто внутреннего соединения внутри одного проигрывателя. Это может стать альтернативой широко используемым стандартам AES/EBU , Toslink или S/PDIF .
Соединение I²S не предназначено для использования через кабели, и большинство интегральных схем не имеют правильного импеданса для коаксиальных кабелей. Поскольку ошибка адаптации импеданса, связанная с различной длиной линии, может вызвать различия в задержке распространения между линией синхронизации и линией данных, это может привести к проблемам синхронизации между SCK, WS и сигналами данных, главным образом, при высоких частотах дискретизации и битрейтах. Поскольку шина I²S не имеет механизма обнаружения ошибок, это может привести к значительным ошибкам декодирования.
Для этого приложения не существует стандартного соединительного кабеля. Некоторые производители просто предоставляют три разъема BNC , разъем 8P8C («RJ45») или разъем DE-9 . Другие, такие как Audio Alchemy (ныне несуществующая), использовали разъемы DIN . PS Audio , Musica Pristina и Wyred4Sound используют разъем HDMI. [ 7 ] Голландский производитель Van Medevoort внедрил Q-link в часть своего оборудования, который передает I²S через 4 разъема RCA (данные, MCK, LRCK, BCK).
См. также
[ редактировать ]- Последовательный периферийный интерфейс – синхронный последовательный интерфейс связи.
- S/PDIF – стандартизированный цифровой аудиоинтерфейс
- Мультиплексирование с временным разделением - метод мультиплексирования цифровых сигналов.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я «Спецификация I²S» (PDF) . Филипс Полупроводники. 5 июня 1996 г. Архивировано из оригинала (PDF) 2 января 2007 г.
- ^ «Спецификация шины UM11732 I2S» (PDF) . НХП . Проверено 19 марта 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Льюис, Джерад (январь 2012 г.). «Техническая статья MS-2275: Общие цифровые интерфейсы между микросхемами для передачи аудиоданных» (PDF) . Аналоговые устройства, Inc.
- ^ Перейти обратно: а б «MCLK в аудиопротоколе I2S» . электроника.stackexchange.com . Проверено 4 ноября 2016 г.
Источник синхронизации для дельта-сигма-модуляторов и цифровых фильтров. ... Это часы, которые используются аудиокодеком... для измерения времени и/или управления собственной внутренней работой.
- ^ «Источники тактовой частоты PCM1781 (или любого I2S DAC) — Форум аудиоконвертеров — Аудиоконвертеры — Сообщество TI E2E» . e2e.ti.com . Проверено 4 ноября 2016 г.
Правда, тактовый генератор (модулятор) не является частью стандарта I2S.
- ^ Арбона, Хорхе (сентябрь 2010 г.). «Отчет о применении конфигурации последовательного аудиоинтерфейса SLAA469 для аудиокодеков» (PDF) .
Аудиоконвертерам, основанным на архитектуре дельта-сигма (ΔΣ), требуется внутренний главный тактовый сигнал, который работает с гораздо большей частотой, чем целевая частота дискретизации.
- ^ Макгоуэн, Пол (2 апреля 2010 г.). «Стандарты I2S от PS Audio» . diyAudio . Проверено 11 сентября 2022 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Спецификация I²S — Philips/NXP
- Слайды I²S и STM32F4 - Обернский университет
- Общие цифровые интерфейсы между IC для передачи аудиоданных , PDF
