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I²S

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I²SI2S(英語:Inter-IC SoundIntegrated Interchip Sound)是IC間傳輸數位音訊資料的一種介面標準,採用序列的方式傳輸2組(左右聲道)資料。I2S常被使用在傳送CDPCM音訊資料到CD播放器的DAC中。由於I2S將資料訊號和時脈訊號分開傳送,它的抖動jitter)失真十分地小。

I2S歷史

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由Philips Semiconductor(現在的恩智浦半導體)在1986年發表此規格。最後一次改版時間在1996年6月5日。[1]

一般的I²S

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I²S 時序圖

典型一條I²S匯流排至少由3條傳輸線組成:

  1. 位元時脈線(BCLK: bit clock line)
    • 標準名稱為「連續串列時脈」(Continuous Serial Clock, SCK)[1],一般稱為「位元時脈」(bit clock, BCLK)[2]
  2. 字元選擇線(word select line)
    • 標準名稱為「字元選擇」(word select, WS)[1],一般稱為「左右時脈」(left-right clock,LRCLK)[2]
    • 0表示左頻道,1表示右頻道[1]
    • 也稱為「訊框同步線」(Frame Sync, FS)[3]
  3. 一條以上的複合數據線(SDATA:multiplexed data)
    • 標準名稱為「串列資料線」(Serial Data, SD)[1],但也可稱為SDATA,SDIN,SDOUT,DACDAT,ADCDAT等。

它還可能包括以下幾條:

  1. 主時脈MCLK(256 x LRCLK)
    • 這不是I2S標準的一部分,但通常包含在其中,以使類比/數字轉換器的內部操作同步。
  2. 用於傳輸資料的複合數據線(multiplex)

I²S由前述的位元時脈、字元時脈和資料三條線所組成。當新的資料被放到資料線上時,位元時脈就會跳動一次。它以資料取樣率的64倍速度在運作,諸如CD的取樣率為44.1 KHz,要傳輸它所使用的位元時脈就為2.8224 MHz。I²S的資料線允許兩個軌道的資料同時傳送,而字元選擇時脈能讓接收裝置知道現在正在傳送軌道1或軌道2的資料。每個軌道可傳輸32位元的資料,所以顯而易見地,字元選擇時脈和聲音的取樣率時脈是相同的。位元時脈即是取樣率時脈的64倍,44.1KHz x 2個聲道 x 32位元 = 2.8224MHz。

I²S的資料是從高位元(MSB)傳送至低位元(LSB),從字元選擇時脈的左端開始,加上一個位元時脈的延遲,即資料將比字元選擇時脈要慢一個位元時脈。也有左對齊(Left Justified)的I²S資料流,它沒有位元時脈的延遲,資料和字元選擇時脈是同步的。右對齊(Right Justified)則是資料比字元選擇時脈快一個位元時脈。

傳輸速度

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儲存容器 取樣率 位元時脈
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

作為裝置間的音訊傳輸

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I2S 協定並不適合用線纜進行傳輸,並且 IC 對同軸電纜通常並沒有正確的阻抗。

不過,有時 I2S 也被用於連接不同的裝置(如 CD 和分體的 DAC),而不僅僅是連接多個晶片。這可以替代常用的 AES / EBU、Toslink 或 S / PDIF。不過,用於裝置間連接時,I2S 並沒有標準的介面。有的製造商僅僅提供 3 個 BNC 介面、 8P8C(RJ45)介面或者 DE-9 介面。有的製造商,像 Audio Alchemy(現在已被收購),使用 DIN 連接器。PSAudio、 Wyred4Sound 使用 HDMI 線纜。荷蘭製造商 Van Medevoort 在它的器材上實現了 Q-link,使用 4 個 RCA 介面來傳輸 I2S 訊號。

參考資料

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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頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)" (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.

參考連結

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