音響數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸是多媒體技術(shù)的重要組成部分。眾多的數(shù)字音頻系統(tǒng)已經(jīng)進入消費市場,例如數(shù)字音頻錄音帶、數(shù)字聲音處理器。對于設(shè)備和生產(chǎn)廠家來說,標準化的信息傳輸結(jié)構(gòu)可以提高系統(tǒng)的適應(yīng)性。
I2S總線是飛利浦公司為數(shù)字音頻設(shè)備之間的音頻數(shù)據(jù)傳輸而制定的一種總線標準,該總線專責于音頻設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸,廣泛應(yīng)用于各種多媒體系統(tǒng)。它采用了沿獨立的導線傳輸時鐘與數(shù)據(jù)信號的設(shè)計,通過將數(shù)據(jù)和時鐘信號分離,避免了因時差誘發(fā)的失真,為用戶節(jié)省了購買抵抗音頻抖動的專業(yè)設(shè)備的費用。在飛利浦公司的I2S標準中,既規(guī)定了硬件接口規(guī)范,也規(guī)定了數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的格式。
I2S總線接口有3個主要信號,但只能實現(xiàn)數(shù)據(jù)半雙工傳輸,后來為實現(xiàn)全雙工傳輸有些設(shè)備增加了擴展數(shù)據(jù)引腳。
MM32F3270系列控制器支持I2S總線接口,下面對MM32F3270 I2S進行介紹
I2S主要特征
1)半雙工通信(僅發(fā)射機或接收機)
2)主操作或從操作
3)8位可編程線性預分頻器,以達到精確的音頻采樣頻率(8KHz到192KHz)
4)數(shù)據(jù)格式可以是16位、24位或32位
5)數(shù)據(jù)包幀固定為16位(16位數(shù)據(jù)幀)或32位(16位、24位、32位數(shù)據(jù)幀)
6)可編程時鐘極性(穩(wěn)定狀態(tài))
7)發(fā)射模式下的下溢標志(僅從機),接收模式下的上溢標志(主和從機)和接收/發(fā)射模式下的幀錯誤標志(僅從機)
8)用于傳輸和接收的32位寄存器為兩個聲道分時復用
9)支持I2S協(xié)議:
–飛利浦標準
–MSB對齊標準(左對齊)
–LSB對齊標準(右對齊)
–PCM標準(在16位信道幀上具有短幀和長幀同步或擴展到32位信道幀的16位數(shù)據(jù)幀)
10)數(shù)據(jù)方向始終是MSB優(yōu)先
11)DMA傳輸能力(32位寬)
12)可配置輸出MCLK來驅(qū)動外部音頻組件,比率固定在256×FS(其中FS為音頻采樣頻率)
I2S總線接口
I2S與SPI共用三個公共管腳:
1)SD:串行數(shù)據(jù)(映射在MOSI管腳上),用于發(fā)送或接收兩次多路數(shù)據(jù)通道(僅在半雙工模式下)。
2)WS:聲道選擇(映射在NSS引腳上),是master中的數(shù)據(jù)控制信號輸出模式和從模式輸入。
3)CK:串行時鐘(映射在SCK引腳上),是主模式下的串行時鐘輸出以及從機模式下的串行時鐘輸入。
4)當某些外部設(shè)備需要主時鐘輸入時,可以使用一個附加的管腳輸出時鐘到音頻設(shè)備。
5)MCK:驅(qū)動時鐘(映射在MISO引腳上),用于驅(qū)動外部音頻組件,僅主模式時使用。
I2S數(shù)據(jù)格式
三線總線處理音頻數(shù)據(jù)的線路必須經(jīng)過分時復用兩個聲道:右聲道和左聲道。但是只有一個32位寄存器用于傳輸或接收。所以由軟件依次配置寄存器TXREG為每個聲道側(cè)的值,或依次讀取寄存器RXREG的數(shù)據(jù)??偸窍劝l(fā)送左聲道,然后發(fā)送右聲道(CHSIDE對PCM協(xié)議沒有意義)。
數(shù)據(jù)可采用以下格式發(fā)送:
1)16位數(shù)據(jù)打包在16位幀中
2)16位數(shù)據(jù)打包在32位幀中
3)24位數(shù)據(jù)打包在32位幀中
4)32位數(shù)據(jù)打包在32位幀中
當使用32位幀上發(fā)送16位數(shù)據(jù)時,前16位(MSB)是有效的位,16位LSB制為0,無需任何軟件操作,通過硬件實現(xiàn)。其他格式相似。
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