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I2S (一)杂谈
阅读量:4285 次
发布时间:2019-05-27

本文共 6019 字,大约阅读时间需要 20 分钟。

pcm	4根线,与i2s类似i2s	4根线ac97	5根线tdm ? // 这个不是一个硬件接口,而是i2s中的一个模式.i2s标准格式,左对齐,右对齐,dsp/pcm,TDM(时分复用)是齐平的.pdm ? // 频分多路复用
  • 作用

用来传输 音频数据的
  • 哪里有
手机,电脑,录音设备,放音设备
  • 与 常见外设的关系
收音设备:	mic	耳机中的录音孔放音设备	speaker	耳机
在连接中可下载
  • 关键线序
// 标准中是三根1/ MCLK2/ LRCLK(LRCK)3/ SCLK// master 提供 SCK 和 LRCK(也叫WS) .从外部时钟输入MCLK可以导出其内部时钟信号4/ SDIN5/ SDOUT

音频相关概念

采样频率(采样率) 单位 : sample/second // sps    1秒同时对多个声道完成adc采样的次数量化点数 单位 : bit/每个声道 (有符号数)声道数目 单位 : 个 // 一般要不是单声道 要不是就是双声道所以 声音数据的传输频率 应该为 采样频率 * 量化点数 * 声道数目 ,最终单位为 bps(bit/second)(bit per second)注意单位的转换:kbps = 1000 bpsKb = 1024b 采样频率一般为多少正常人听觉的频率范围大约在20Hz~20kHz之间,根据奈奎斯特采样理论,为了保证声音不失真,采样频率应该在40kHz左右。常用的音频采样频率有8kHz、11.025kHz、22.05kHz、16kHz、37.8kHz、44.1kHz、48kHz等,如果采用更高的采样频率,还可以达到DVD的音质。

音频概念在i2s中的应用

1 channel 在i2s 中是怎么表现的?	如果设置的是两声道,采样点数为16bit,一帧为两声道,且一个声道为16bit.	那么从开启i2s后		第1次读取(必须开启后马上读)I2S_READ_DATA的数据为左声道数据, // 或用dma		第2次读取(必须连续读)I2S_READ_DATA的数据为右声道数据,		...		第2n+1次读取(必须连续读)I2S_READ_DATA的数据为左声道数据,		第2n+2次读取(必须连续读)I2S_READ_DATA的数据为右声道数据,			如果采样是16bit,那么可以说在一个采样点一个声道采样了16bit.	如果是2(双)声道,可以说2个声道分别采样了16bit,这两个16bit 是不一样的.2、录音到底是录立体声还是单声道 ? 答:电脑录音可以是立体声(双声道),但是如果咪头只有一个,所以也只是对单声道的double而已.??? 3、如何录出立体声? 答:使用立体声话筒,或者使用两只话筒通过不同摆位拾音。4 FS 是什么	Frame size	https://blog.csdn.net/lugandong/article/details/72468831	256FS 代表 在 一个LRCK 周期内,i2s_data 上 传输了 256 bit 的 数据.5 i2s接口如何传输4(2n,n>=2)声道	方案1		可以利用I2S的接口,用TDM模式传多个声道的数据。		参考es7210 的 TDM格式,建图1	方案2		增加data线???		I?S controller has only to handle audio data. I?S controller only supports I2S-bus format with 16-bit length. In 2 channel		mode, 4-line serial bus is used consisting of a line for two time-multiplexed data channels (DA_DATA0 and		AD_DATA), a word select line (SYNC) and a clock line (BIT_CLK). In 5.1 channel mode, two more wires (DA_DATA1		and DA_DATA2) are needed to transmit four channels data. In 5.1 channel mode, DA_DATA0 carries 1st and 2nd		channel audio data, DA_DATA1 carries 3rd and 4th audio data, and DA_DATA2 carries 5th and 6th audio data. I?S		controller can work as master or slave mode.

在这里插入图片描述

i2s 数据格式

有什么		LJ,RJ,I2S,DSP,PCM,TDM			https://blog.csdn.net/yuhengyue/article/details/80938596	https://www.cnblogs.com/lihaiping/p/4795418.html		ASoC currently supports the three main Digital Audio Interfaces (DAI) found onSoC controllers and portable audio CODECs today, namely AC97, I2S and PCM.AC97====  AC97 is a five wire interface commonly found on many PC sound cards. It isnow also popular in many portable devices. This DAI has a reset line and timemultiplexes its data on its SDATA_OUT (playback) and SDATA_IN (capture) lines.The bit clock (BCLK) is always driven by the CODEC (usually 12.288MHz) and theframe (FRAME) (usually 48kHz) is always driven by the controller. Each AC97frame is 21uS long and is divided into 13 time slots.The AC97 specification can be found at :-http://www.intel.com/design/chipsets/audio/ac97_r23.pdfI2S=== I2S is a common 4 wire DAI used in HiFi, STB and portable devices. The Tx andRx lines are used for audio transmission, whilst the bit clock (BCLK) andleft/right clock (LRC) synchronise the link. I2S is flexible in that either thecontroller or CODEC can drive (master) the BCLK and LRC clock lines. Bit clockusually varies depending on the sample rate and the master system clock(SYSCLK). LRCLK is the same as the sample rate. A few devices support separateADC and DAC LRCLKs, this allows for simultaneous capture and playback atdifferent sample rates.I2S has several different operating modes:- o I2S - MSB is transmitted on the falling edge of the first BCLK after LRC         transition. o Left Justified - MSB is transmitted on transition of LRC. o Right Justified - MSB is transmitted sample size BCLKs before LRC                     transition.PCM===PCM is another 4 wire interface, very similar to I2S, which can support a moreflexible protocol. It has bit clock (BCLK) and sync (SYNC) lines that are usedto synchronise the link whilst the Tx and Rx lines are used to transmit andreceive the audio data. Bit clock usually varies depending on sample ratewhilst sync runs at the sample rate. PCM also supports Time DivisionMultiplexing (TDM) in that several devices can use the bus simultaneously (thisis sometimes referred to as network mode).Common PCM operating modes:- o Mode A - MSB is transmitted on falling edge of first BCLK after FRAME/SYNC. o Mode B - MSB is transmitted on rising edge of FRAME/SYNC.————————————————版权声明:本文为CSDN博主「sepnic」的原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。原文链接:https://blog.csdn.net/azloong/article/details/6536855
  • i2s 飞利浦标准

    在这里插入图片描述

  • 左对齐

    在这里插入图片描述

  • 右对齐 (日本i2s格式)

    在这里插入图片描述

  • dsp/pcm modeA

    在这里插入图片描述

  • dsp/pcm modeB

    在这里插入图片描述

实际时序

下面的为 16bit 48K采样 2channel i2s模式 放音 实际采样数据

实际左声道(WS为0)的数据才有意义,右声道(WS为0)的数据为0.
在这里插入图片描述

芯片

  • 收音
苏州顺芯 	ES7210 4路ADC(MIC)音频模数转换IC 	4mic	ES7243 2路ADC(MIC)音频模数转换IC 	2mic
  • 放音
苏州顺芯	es7149 // a low cost 12-pin stereo digital to analog converter	ht6819 // 3.3V带数字音量控制/防筱顶低EMI立体声D类音频功率放大器

音频

应用:	语音(voice)和音乐(music)。	语音主要用于沟通通信,如打电话,现在由于语音识别的发展,人机语音交互也是语音的一个应用,目前正在风口上,好多大厂都推出了智能音箱。音乐主要用于欣赏,如音乐播放。在音频处理时要先把音频的模拟信号变成数字信号,这叫A/D转换。当要把音频播放出来时则需要把数字信号转换成模拟信号,这叫D/A转换。要把音频的模拟信号变成数字信号,就需要采样,或者叫抽样。一秒钟内采样的次数称为采样频率。根据Nyquist采样定理,要想重建原始信号,采样频率必须大于信号中最高频率的两倍。采样频率越高,越接近原始信号,但是也加大了运算处理的复杂度。人能感受到的频率范围为20HZ--20kHZ, 一般音乐的采样频率为44.1kHZ(根据Nyquist采样定理,采样频率大于信号中最高频率的两倍), 更高的可以是48kHZ和96kHZ,不过一般人用耳听感觉不出差别了。语音主要是以沟通为主,不需要像音乐那样清晰,分窄带和宽带。窄带频率范围为300Hz--3400Hz,相应的采样频率为8000Hz; 宽带频率范围为50Hz--7000Hz,相应的采样频率为16000Hz,用16k采样的语音就称为高清语音了。现在主流的语音采样频率为16kHz。信号的频率 是怎么算出来的?

咪头

咪头输出电压信号,这个没错,但是信号很小,只有几mv到十几mv,必须经过一级放大电路放大。电容式的咪头还需要给一个偏置电压,这个网上有很多资料,你可以再找找。普通单片机是数字电路,无法直接读取这个电压的,必须先ad(模拟数字)转换,转成数字量信号,才能读取输出电压。所以咪头输出不能直接连接单片机,除非单片机自带a/d功能。

WM8978放音录音芯片管脚

录音部分:	WM8978结构图的左边部分是输入部分,可用于模拟声音输入,即用于录音输入。有三个输入接口,一个是由LIN和LIP、RIN和RIP组合而成的伪差分立体声麦克风输入,一个是由L2和R2组合的立体声麦克风输入,还有一个是由AUXL和AUXR组合的线输入或用来传输告警声的输入。放音部分:	WM8978结构图的右边部分是声音放大输出部分,LOUT1和ROUT1用于耳机驱动,LOUT2和ROUT2用于扬声器驱动,OUT3和OUT4也可以配置成立体声线输出,OUT4也可以用于提供一个左右声道的单声道混合。数据输入输出:	ADCDAT	DACDAT	WM8978结构图的中边部分是芯片核心内容,处理声音的AD和DA转换。ADC部分对声音输入进行处理,包括ADC滤波处理、音量控制、输入限幅器/电平自动控制等等。DAC部分控制声音输出效果,包括DAC5路均衡器、DAC 3D放大、DAC输出限幅以及音量控制等等处理。时钟部分	MCLK	LRC	BCLK	SCLK控制部分 // 一般都是用i2c 做芯片控制,i2s 做芯片数据,及时钟同步	MODE数据部分	SDIN
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