I2S协议标准

Debu***

标准模式 Phillips Standard
I2S模式是标准左对齐格式再延迟一个时钟位变化来的。
左右通道的数据MSB均是在WS变化后第二个SCK/BCLK上升沿有效。使用WCLK/LRCLK信号来指示当前正在发送的数据所属的声道，为0时表示左声道数据。LRCLK信号从当前声道数据的第一个位(MSB)之前的一个时钟开始有效。LRCLK信号在BCLK的下降沿变化。发送方在时钟信号BCLK的下降沿改变数据，接收方在时钟信号BCLK的上升沿读取数据。LRCLK频率等于采样频率fs，一个LRCLK周期(1/fs)包括发送左声道和右声道数据。
对于这种标准I2S格式的信号无论有多少位有效数据，数据的最高位总是出现在WCLK/LRCK变化（也就是一帧开始）后的第2个BCLK/SCLK脉冲处。这就使得接收端与发送端的有效位数可以不同。如果接收端能处理的有效位数少于发送端，可以放弃数据帧中多余的低位数据；如果接收端能处理的有效位数多于发送端，可以自行补足剩余的位。这种同步机制使得数字音频设备的互连更加方便，而且不会造成数据错位。



左对齐模式 Left Justified Standard
标准左对齐格式的数据的MSB没有相对于BCLK延迟一个时钟。左对齐格式的左右声道数据的MSB在WS边沿变化后SCK/BCLK的第一个上升沿有效。左对齐格式的优点在于，由于在WS变化后的第一个SCK上升沿就开始采样，它不需要关心左右声道数据的字长。




右对齐模式 Right Justified Standard
也叫日本格式，sony格式。相比于标准左对齐格式，标准右对齐的不足在于接收设备必须事先知道待传数据的字长。



注：
标准左对齐和标准右对齐模式的LRCK/WS高低电平对应的左右声道与标准I2S模式的规定恰好相反。

TDM模式
最开始出现的I2S只能传输左右两通道的数据，后来为了传输多通道数据，出现了I2S的变体，即应用了TDM（时分复用）模式，协议时序与旧版I2S类似，但是出现了slot（槽）的概念。
slot是指某个通道的一帧数据
slot_num是指槽的个数
slot_width是指一帧数据的位数
一般来说slot都为偶数，且音频通道数应小于等于槽数，即channel ≤ slot_num，同理采样频率应小于等于槽宽度，fs ≤ slot_width

TDM模式 标准I2S(standard)



TDM模式 左对齐(left_j)



TDM模式 右对齐(right_j)



PCM协议
PCM接口和I2S接口引脚一致，帧同步时钟、位时钟，主要有两种模式：短帧、长帧。

短帧（dsp_a）



长帧（dsp_b）



由于没有统一标准，不同厂商对FSYNC脉冲宽度及触发边沿的设置可能不同。如上图：
短帧模式下，帧同步时钟宽度为一个位时钟周期，数据在FSYNC有效后，BCLK的第二个上升沿有效；
长帧模式下，帧同步时钟宽度为两个位时钟周期，数据在FSYNC有效后，BCLK的第一个上升沿有效。
时钟计算：
短帧：bclk  = lrck * (slot * slot_width + 1)
长帧：bclk = lrck * (slot * slot_width)

咫尺***

学习了