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音频解码的两个标准AC97和IIS
时间:2018-01-10作者:华清远见

音频标准主要有两个AC97和IIS,下面我对这两个标准做简要的介绍说明,以便在后面的工作中使用作参考。

一 I2s标准

在飞利浦公司的I2S标准中,既规定了硬件接口规范,也规定了数字音频数据的格式。I2S有3个主要信号:

1.串行时钟SCLK,也叫位时钟(BCLK),即对应数字音频的每一位数据,SCLK都有1个脉冲。SCLK的频率=2×采样频率×采样位数

2. 帧时钟LRCK,(也称WS),用于切换左右声道的数据。LRCK为“1”表示正在传输的是左声道的数据,为“0”则表示正在传输的是右声道的数据。LRCK的频率等于采样频率。

3.串行数据SDATA,就是用二进制补码表示的音频数据。

有时为了使系统间能够更好地同步,还需要另外传输一个信号MCLK,称为主时钟,也叫系统时钟(Sys Clock),是采样频率的256倍或384倍。

串行数据(SD)

I2S格式的信号无论有多少位有效数据,数据的高位总是出现在LRCK变化(也就是一帧开 始)后的第2个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。

随着技术的发展,在统一的 I2S接口下,出现了多种不同的数据格式。根据SDATA数据相对于LRCK和SCLK的位置不同,分为左对齐(较少使用)、I2S格式(即飞利浦规定的格式)和右对齐(也叫日本格式、普通格式)。为了保证数字音频信号的正确传输,发送端和接收端应该采用相同的数据格式和长度。当然,对I2S格式来说数据长度可以不同。

字段(声道)选择(WS)

命令选择线表明了正在被传输的声道。

WS=0,表示正在传输的是左声道的数据。

WS=1,表示正在传输的是右声道的数据。

WS可以在串行时钟的上升沿或者下降沿发生改变,并且WS信号不需要一定是对称的。在从属装置 端,WS在时钟信号的上升沿发生改变。WS总是在高位传输前的一个时钟周期发生改变,这样可以使从属装置得到与被传输的串行数据同步的时间,并且使接收 端存储当前的命令以及为下次的命令清除空间。

二 AC97标准

AC97 标准把音频设备中的数字部分和模拟部分分开, 并规定数字信号处理由CPU 来负责,或者采用专门的DSP 芯片; 而模拟部分, 即A/D、D/A 转换与Mix 混音操作, 则由CODEC 芯片(Coder2Decoder: 编码/解码器) 完成。

音频处理的流程如下:

①CODEC 采样音频数据, 把模拟信号转换成数字信号通过AC2link 和AC 控制单元传送给CPU 或DSP 处理。

②CPU 对数字信号处理后交由AC 控制单元通过AC2link 传输给CODEC 进行混音处理,再转换成模拟信号输出。其中AC 控制单元是AC97 CODEC 的控制器。AC2link 是AC97 标准定义的全双工的串行接口, 负责传输音频数据、寄存器控制命令和状态信息。

AC2link 由4 根串行总线和一个nRESET 信号线组成。串行总线分别是: 位时钟信号线(B IT_CL K ) , 帧同步信号线(SYNC ) , 数据输出(SDA TA _OU T ) 和数据输入(SDA TA _IN ) 信号线。它按照AC97 rev211 标准规定的AC2link数字串口接口协议[ 1 ]进行数据的传输。AC2link在B IT _CL K 的上升沿发送数据, 在下降沿接收数据, 实现全双工的数据传输。


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