第十四章 I2S介绍和S3C2410的I2S.ppt

第十四章I2S介绍和S3C2410的I2S控制 主要内容 14.1 数字音频信号（I2S）介绍 14.2 数字音频计算机处理 14.3 S3C2410中I2S总线控制寄存器 14.5 IIS 实验参考程序 14.4 WAV声音格式文件 数字音频信号介绍 数字音频信号是相对模拟音频信号来说的。 声音的本质是波，人能听到的声音的频率在0.02~20kHz之间。 数字音频信号是对模拟信号的一种量化，典型方法是对时间坐标按相等的时间间隔做采样，对振幅做量化。 I2S总线是近年出现的一种面向多媒体计算机的音频总线，该总线专门用于音频设备之间的数据传输，为数字立体声提供一个连接至标准编码解码器的总线。 S3C2410内置一个I2S总线控制器，该控制器实现了到一个外部8/16位立体声音频CODEC IC的接口。支持I2S总线数据格式和MSB-justified数据格式。此控制器包含FIFO，支持DMA传输模式。 S3C2410内置一个I2S总线控制器，该控制器实现了一个外部8~16位立体声音频CODEC(编译码器，编码器coder和译码器decoder两词的词头组成的缩略语) IC的接口。 UDA1341是飞利浦公司的一款经济型音频CODEC，用于实现模拟音频信号的采集(音频AD)和数字音频信号的模拟输出(DA)，S3C2410和UDA1341通过I2S数字音频接口，实现音频信号的数字化处理。 ? 两个5 bit预除器(IPSR)。 一个(IPSR_A)用于产生I2S总线接口的主时钟， 一个(IPSR_B)用作外部CODEC时钟产生器。 ? 十六字节FIFO。在发送数据时数据被写进TXFIFO，在接收数据时数据从RXFIFO中读取。 ? 主IISCLK产生器(SCLKG)：在主模式，由主时钟产生串行移位时钟。 ? 通道产生器和状态寄存器(CHNC)：IISCLK和IISLRCK由通道状态寄存器产生并控制。 ? 16 bit移位寄存器(SFTR)：在发送数据时，并行数据经由SFTR变成串行数据输出，在接收数据时，串行数据由SFTR转变成并行数据。 I2S分频寄存器及其各位的定义 WAV声音格式文件是Windows环境下的一种常用音频文件格式，它依循着一种称为“资源互换文件格式”(Resources Interchange File Formal)的结构，简称RIFF。 RIFF可以看做是一种树状结构，其基本构成单位为“块”（chunk），犹如树状结构中的节点，每个chunk由“辨别码”、“数据大小”及“数据”所组成。 WAV为WAVEFORM(波形)的缩写。“RIFE”的格式辨别码为“WAVE”。整个文件由两个chunk所组成：辨别码及“Data”。 在“fmt”chunk下包含了一个PCMWAVEFORMAT数据结构，在其之后是原始声音的采样数据，这些数据是可以直接送到IIS总线的数字音频信号。 包含8字节RIFF头、4字节数据类型“WAVE”、0x18字节的“fmt”chunk和4字节数据“data”chunk。 因此，WAV文件中从下式中的sizeoff开始的四个字节表示声音数据的大小，dataoff开始的位置为具体的声音数据。 sizeoff = 0x8+0x4+0x18+0x4 dataoff = 0x8+0x4+0x18+0x8 串行数据以2的补码形式传送，先传送MSB。先传送MSB是由于发送器和接收器可能有不同的字长。发送器无需知道接收器能够处理的位数，接收器也无需知道发送器发送的位数。 当系统的一个字的长度比发送器的一个字的长度更长时，系统的数据中的每个字的低有效位被截掉（低有效位数据被设置为0），作为发送数据。如果接收器收到的位数，比接收器一个字的长度更长时，接收器LSB（Least Significant Bit，最低有效位）以后的位被忽略。如果接收器收到的位数比它的字的长度短，那么缺省的位在内部被置为0。最高有效位有固定的位置，而最低有效位取决于字长。在I2SLRCK改变后经过1个时钟周期之后，发送器发送下一个字的最高有效位。 IIS-BUS FORMAT(N=8 or 16) MSB-Justified FORMAT(N=8 or 16) 左右声道选择线指示正在传送的数据所在的声道。 I2SLRCK能够在串行时钟信号的后沿或前沿改变，而它的长度不需要对称。 在从设备，I2SLRCK信号在时钟信号的前沿被锁存。 I2SLRCK在最高有效位被传送的前一个周期改变。 音频系统时钟CDCLK，也称为CODEC时钟或CODECLK，它的频率为采样（sampling frequency，简称fs）频率的256倍或384倍。 CODECLK是由处理器主时钟PCLK经过预分频器IPSR_B，预分频后得