[I2S概况]
I2S(集成电路间声音)总线是飞利浦为数字音频传输开发的总线标准。
[I2S应用程序框图]
图1 I2S应用程序框图
如图1所示，I2S协议定义了三种网络结构。SCK和WS总是由大师发起的。系统的主人可以是发送者、接收者或由第三方控制。当SD确定应用程序时，方向就确定了，可以由主机或从机发送。
[I2S接口信号]
表1 I2S接口信号
SCK:串行时钟，由主机控制。标清：串行数据。系列化，按高阶优先原则传输。在I2S标准模式下，当系统位宽大于字长时，低位用0进行补充。在MSB WS更改的下一个周期发送。接收器在上升沿收集数据。字线选择指令，由主控器控制。在标准模式下，低电平表示左声道，细白色表示右声道。WS MSB传输的前一个时钟周期中的转换。[I2S接口数据格式]
图2 I2S三种数据传输模式
如图2所示，根据WS和SCK的不同阶段，目前的I2S数据格式可以分为三种：I2S飞利浦格式(标准模式)、左对齐模式和右对齐模式。这三种模式可以通过以下特征简单区分：
标准模式：低电平表示左声道，WS跳转后一个周期开始发送数据。左对齐模式：细白色表示左通道，低位填充无效数据，WS跳转周期开始时发送数据。右对齐模式：细白色表示左通道，高位填充无效数据，WS跳转周期开始时发送数据。
[I2S接口音频应用]
I2S协议只是定义了物理接口，如接口信号、时序和电平。未定义数据传输内容、传输位宽、SCK频率和WS频率。在实际应用中，由于音频数字化的特点，这些实际上都有明确的定义。为了便于理解，让我们从音频数字化的三个关键指标开始：
指数，采样频率。音频信号是模拟信号，在模数转换过程中需要确定采样频率。人声的频率范围是300Hz~3.4KHz，而人的听觉范围是20Hz~20KHz。根据奈奎斯特采样定理，如果我们的目标是语音通话，采样频率必须大于3.4KHz，如果是音频，则需要大于40KHz。
表2常见采样频率
常用的采样频率如表2所示，其中针对不同的应用要求和采样频率给出了不同的定义。理论上，采样频率越高，音质越好。其实按照刚刚够用的原则，语音业务8KHz(3.4KHz*2)就够用了，音频44.1/48KHz(20KHz*2)就够用了。
第二，数量数字。采样频率是时间轴上声音信号采样精度的定义。量化位宽是振幅轴上声音信号采样精度的定义。如果声音幅度为V，当量化位为N时，理想情况下可以简单理解为能够区分V/2 n声音幅度差。理论上，量化位数越多，音质越好。常用的采样位有8位、16位、24位和32位。
第三，渠道数量。音频数字化通道的数量。一般是单声道、双耳等。
了解了音频数字化的指标后，现在我们来介绍一下本节开头提到的I2S协议未定义的内容：
发送内容：各模拟音频样本AD转换结果的传输位宽：量化位宽(或N位量化位宽m位0填充)WS频率：采样频率SCK频率：WS频率*传输位宽*2(通道数)[Postscript]
I2S协议的WS位宽为1位，限制了其单个I2S接口只能支持两个通道。这可以通过增加多通道应用中I2S接口的数量来实现。
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