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I²S

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I²SI2S(英语:Inter-IC SoundIntegrated Interchip Sound)是IC间传输数位音讯资料的一种介面标准,采用序列的方式传输2组(左右声道)资料。I2S常被使用在传送CDPCM音讯资料到CD播放器的DAC中。由于I2S将资料讯号和时脉讯号分开传送,它的抖动jitter)失真十分地小。

I2S历史

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由Philips Semiconductor(现在的恩智浦半导体)在1986年发表此规格。最后一次改版时间在1996年6月5日。[1]

一般的I²S

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I²S 时序图

典型一条I²S汇流排至少由3条传输线组成:

  1. 位元时脉线(BCLK: bit clock line)
    • 标准名称为“连续串列时脉”(Continuous Serial Clock, SCK)[1],一般称为“位元时脉”(bit clock, BCLK)[2]
  2. 字元选择线(word select line)
    • 标准名称为“字元选择”(word select, WS)[1],一般称为“左右时脉”(left-right clock,LRCLK)[2]
    • 0表示左频道,1表示右频道[1]
    • 也称为“讯框同步线”(Frame Sync, FS)[3]
  3. 一条以上的复合数据线(SDATA:multiplexed data)
    • 标准名称为“串列资料线”(Serial Data, SD)[1],但也可称为SDATA,SDIN,SDOUT,DACDAT,ADCDAT等。

它还可能包括以下几条:

  1. 主时脉MCLK(256 x LRCLK)
    • 这不是I2S标准的一部分,但通常包含在其中,以使模拟/数字转换器的内部操作同步。
  2. 用于传输资料的复合数据线(multiplex)

I²S由前述的位元时脉、字元时脉和资料三条线所组成。当新的资料被放到资料线上时,位元时脉就会跳动一次。它以资料取样率的64倍速度在运作,诸如CD的取样率为44.1 KHz,要传输它所使用的位元时脉就为2.8224 MHz。I²S的资料线允许两个轨道的资料同时传送,而字元选择时脉能让接收装置知道现在正在传送轨道1或轨道2的资料。每个轨道可传输32位元的资料,所以显而易见地,字元选择时脉和声音的取样率时脉是相同的。位元时脉即是取样率时脉的64倍,44.1KHz x 2个声道 x 32位元 = 2.8224MHz。

I²S的资料是从高位元(MSB)传送至低位元(LSB),从字元选择时脉的左端开始,加上一个位元时脉的延迟,即资料将比字元选择时脉要慢一个位元时脉。也有左对齐(Left Justified)的I²S资料流,它没有位元时脉的延迟,资料和字元选择时脉是同步的。右对齐(Right Justified)则是资料比字元选择时脉快一个位元时脉。

传输速度

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储存容器 取样率 位元时脉
Audio CD 44.1 kHz·16 bit 1.4112 MBit/s
DAT 48 kHz·16 bit 1.536 MBit/s
SACD 96 kHz·24 bit 4.608 MBit/s

作为设备间的音频传输

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I2S 协议并不适合用线缆进行传输,并且 IC 对同轴电缆通常并没有正确的阻抗。

不过,有时 I2S 也被用于连接不同的设备(如 CD 和分体的 DAC),而不仅仅是连接多个芯片。这可以替代常用的 AES / EBU、Toslink 或 S / PDIF。不过,用于设备间连接时,I2S 并没有标准的接口。有的制造商仅仅提供 3 个 BNC 接口、 8P8C(RJ45)接口或者 DE-9 接口。有的制造商,像 Audio Alchemy(现在已被收购),使用 DIN 连接器。PSAudio、 Wyred4Sound 使用 HDMI 线缆。荷兰制造商 Van Medevoort 在它的器材上实现了 Q-link,使用 4 个 RCA 接口来传输 I2S 信号。

参考资料

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 I²S Specification(PDF). Philips Semiconductors. June 5, 1996. Archived from the original (PDF) on January 2, 2007.
  2. ^ 2.0 2.1 Lewis, Jerad (January 2012). "Technical Article MS-2275: Common Inter-IC Digital Interfaces for Audio Data Transfer页面存档备份,存于互联网档案馆)" (PDF). Analog Devices, Inc.
  3. ^ MCLK in I2S audio protocol". electronics.stackexchange.com. Retrieved 2016-11-04. Clock source for the delta-sigma modulators and digital filters. ... It is the clock that is used by the audio codec ... to time and/or drive its own internal operation.

参考连结

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