I2S，PCM，AC97 音频总线

dwlinux_gs 2015-07-10

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IIS是PCM 的一个子集，接口定义都是一样， IIS的采样频率一般为44.1KHZ 和48KHZ 做，PCM 采样频率一般为8K,16K。有四组信号: 位时钟信号，同步信号，数据，输入，数据输出。

PCM 一般传单声道的声音，也可以传立体声。IIS 一般传立体声。数据格式都为PCM 格式。

左（右）声道的一个点一般为16 位，两个声道加起来为32 位。IIS 为一个周期传2 点。

PCM 接口总线（脉冲编码调制）

针对不同的数字音频子系统，出现了几种微处理器或DSP与音频器件间用于数字转换的接口。最简单的音频接口是PCM（脉冲编码调制）接口，该接口由时钟脉冲（BCLK）、帧同步信号（FS）及接收数据（DR）和发送数据（DX）组成。在FS信号的上升沿，数据传输从MSB（Most Significant Bit）字开始，FS频率等于采样率。FS信号之后开始数据字的传输，单个的数据位按顺序进行传输，1个时钟周期传输1个数据字。发送MSB时，信号的等级首先降到最低，以避免在不同终端的接口使用不同的数据方案时造成MSB的丢失。PCM接口很容易实现，原则上能够支持任何数据方案和任何采样率，但需要每个音频通道获得一个独立的数据队列。这是因为PCM信号，一个声道采集是一个数据队列，多个数据队列在PCM格式中没法融合到一个数据队列上。不像AC97有控制tag可以区分，IIS有LRCLK来区分左右声道数据，这是有差别的。

(1) 时钟脉冲位时钟BCLK : BCLK 的频率=2 ×采样频率×采样位数

(2) 帧同步信号SYNC(SVLRCK); 该信号为低时该帧数据有效；两种方式，即A 模式和B模式一种为和数据同时有效，令一种为滞后数据一个周期。如在AL5610 中P22 关系图。采样频率一般为8K 16k；

(3) 接收数据VSADC

(4) 发送数据VSDAC

IIS总线接口

IIS接口（Inter-IC Sound）在20世纪80年代首先被飞利浦用于消费音频，并在一个称为LRCLK（Left/Right CLOCK）的信号机制中经过多路转换，将两路音频信号变成单一的数据队列。当LRCLK为高时，左声道数据被传输；LRCLK为低时，右声道数据被传输。与PCM相比，IIS更适合于立体声系统（因为可以传送多个声道的数据，所以显然更加适合Stereo Single，其实所谓的立体声，也就是多个声道可以发出不一样的声音）。对于多通道系统，在同样的BCLK和LRCLK条件下，并行执行几个数据队列也是可能的。

(1) 串行数据信号I2SDI/I2SDO，用于传输二进制补码表示的音频数据。

(2) 字段选择线 LRCK(也称帧时钟): 高时传左声道数据，低传右声道数据。采样频率：44.1K，48K.

(3) 时钟信号线 SCLK: SCLK 的频率=2 ×采样频率×采样位数

从时序图可以看出，I2S左右声道分别为高低电平，PCM只有一个起始信号，左声道数据紧跟右声道.

欧洲的30 路脉冲码调制PCM 简称E1，速率是2.048Mbit/s。我国采用的是欧洲的E1标准。E1 的一个时分复用帧（其长度T=125us即取样周期125 微秒）共划分为32相等的时隙，时隙的编号为CH0~CH31。其中时隙CH0 用作帧同步用，时隙CH16 用来传送信令，剩下CH1~CH15 和CH17~CH31 共30 个时隙用作30 个话路。每个时隙传送8bit，因此共用256bit。每秒传送8000 个帧，因此PCM 一次群E1 的数据率就是2.048Mbit/s。

1、一条E1 是2.048Mbps 的链路，用PCM 编码。

2、一个E1 的帧长为256 个bit,分为32 个时隙，一个时隙为8 个bit。

3、每秒有8000 个E1 的帧通过接口，即8K*256=2048kbps 。

4、每个时隙在E1 帧中占8bit，8*8k=64k，即一条E1 中含有32 个64K。

3. AC97总线接口

AC'97（Audio Codec 1997）是以Intel为首的五个PC厂商Intel、Creative Labs、NS、Analog Device与Yamaha共同提出的规格标准。与PCM和IIS不同，AC'97不只是一种数据格式，用于音频编码的内部架构规格，它还具有控制功能。AC'97采用AC-Link与外部的编解码器相连，AC-Link接口包括位时钟（BITCLK）、同步信号校正（SYNC）和从编码到处理器及从处理器中解码（SDATDIN与SDATAOUT）的数据队列。AC'97数据帧以SYNC脉冲开始，包括12个20位时间段（时间段为标准中定义的不同的目的服务）及16位“tag”段，共计256个数据序列。例如，时间段“1”和“2”用于访问编码的控制寄存器，而时间段“3”和“4”分别负载左、右两个音频通道。“tag”段表示其他段中哪一个包含有效数据。把帧分成时间段使传输控制信号和音频数据仅通过4根线到达9个音频通道或转换成其他数据流成为可能。与具有分离控制接口的IIS方案相比，AC'97明显减少了整体管脚数。一般来说，AC'97 编解码器采用TQFP48封装。