本文介绍了常见的音频总线,主要有I2S, AC’97(Audio Codec '97), SPI(Serial Peripheral Interface),USB Audio, Bluetooth Audio,HDMI, A2B(Analog to Digital to Analog), Ethernet Audio
I2S(Inter-IC Sound)
I2S(Inter-IC Sound)是一种用于在集成电路之间传输音频数据的串行总线协议。它通常用于连接音频编解码器、数字信号处理器(DSP)、数字音频接口等设备,使它们能够进行数字音频数据的高质量传输。采用时钟同步机制,可以以多种格式传输,包括标准的 I2S 格式、左对齐(Left-Justified)格式和右对齐(Right-Justified)格式。支持主从模式和多声道支持
I2S 使用三根数据线进行通信,分别是:
Serial Data Line (SD): 传输音频数据的串行数据线。
Word Select Line (WS or LRCLK): 用于指示左右声道的数据线,字段选择线,也称帧时钟 (LRC) 线,WS线的频率等于采样频率。
Serial Clock Line (SCK or BCLK): 传输时钟信号的线,用于同步数据传输。它的频率=通道数采样频率量化位数。
有的设备也会加上拓展的数据线或者时钟线。
常见的时序标准如下
左对齐标准
右对齐标准
I2S Philips 标准
PCM标准
AC’97(Audio Codec '97)
AC’97 是一种音频编解码器和计算机主板之间通信的标准总线。它定义了音频设备和主板之间的硬件接口和通信协议。AC’97 主要用于连接模拟音频设备,如集成在主板上的音频芯片,主要应用在计算机系统中。然而,随着技术的发展,AC97 接口逐渐被更先进的音频接口标准(如Intel High Definition Audio)所取代。
SPI(Serial Peripheral Interface)
SPI 是一种通用的串行总线协议,但也可以用于音频数据传输。在某些应用中,SPI 可以被配置为传输音频数据,但相对于 I2S,它的带宽较小。SPI(Serial Peripheral Interface)是一种同步的串行通信协议,通常用于在数字系统中连接微控制器、传感器、存储器等外围设备。SPI是串行全双工通信,支持主从模式,支持设置时钟的极性和相位。
SPI 使用多个信号线进行通信,其中包括:
MOSI(Master Out Slave In): 主设备的输出,从设备的输入。主设备通过此线向从设备发送数据。
MISO(Master In Slave Out): 主设备的输入,从设备的输出。从设备通过此线向主设备发送数据。
SCLK(Serial Clock): 时钟线,用于同步主设备和从设备的数据传输。
SS/CS(Slave Select/Chip Select): 从设备选择线,用于选择要进行通信的特定从设备。可以有多个从设备,通过 SS/CS 确定与哪个从设备通信。
USB Audio
通过 USB 接口传输音频数据是一种常见的方式。USB 音频设备通常包括麦克风、耳机、扬声器等。USB Audio 标准定义了音频设备与计算机之间的通信协议。
Bluetooth Audio
通过蓝牙连接传输音频是在无线音频领域常见的方式。Bluetooth Audio 支持各种音频设备,从耳机到扬声器等。
HDMI(High Definition Multimedia Interface)
HDMI 是一种同时传输高清视频和音频的接口标准。它通常用于连接电视、显示器和音响系统。HDMI 是一种全数字接口,能够传输数字音频和视频信号,避免了模拟信号的转换损失,提供更高的音视频质量。高清晰度支持: HDMI 支持多种高清晰度视频格式,包括 720p、1080i、1080p、2K、4K以及一些更高分辨率的格式。它可以传输高质量的图像和音频,适用于高清电视、蓝光播放器、游戏机等设备。 HDMI 可以传输高质量的多通道音频,包括 Dolby TrueHD 和 DTS-HD Master Audio,适用于影院级音响系统。HDMI 接口有多个版本,包括标准 HDMI、Mini HDMI 和 Micro HDMI,以适应不同设备的尺寸和连接需求。
A2B(Analog to Digital to Analog)
A2B(Analog to Digital to Analog)总线是由ADI(Analog Devices, Inc.)公司开发的一种用于连接汽车中各种音频和传感器设备的数字音频总线。A2B总线旨在提供一种高性能、低成本、低复杂度的解决方案,以满足现代汽车中对音频和传感器数据传输的需求。它的主要特点如下:
多点拓扑结构: A2B总线支持多点拓扑结构,允许将多个从属设备连接到同一总线上。这种架构非常适合汽车中的复杂系统,其中需要连接多个音频和传感器设备。
集成时钟同步: A2B总线具有内建的时钟同步功能,使得连接的各个设备能够以高精度同步运行。这对于音频传输和处理至关重要,确保所有设备之间的同步性。
单一总线传输多种数据: A2B总线不仅支持音频数据的传输,还能够传输从传感器设备获取的数据,例如麦克风阵列、摄像头和其他传感器。
低成本和低功耗: A2B总线设计用于在汽车环境中,提供低成本和低功耗的解决方案。这有助于汽车制造商降低系统的总体成本,并满足汽车电子系统对能源效率的要求。
配置灵活性: A2B总线具有一定的配置灵活性,可以根据具体的应用需求进行配置。这种灵活性使得A2B总线适用于多种不同的汽车音频和传感器应用。
Ethernet Audio
在某些专业音频应用中,以太网被用作音频数据传输的介质。这样的系统通常被称为网络音频系统,允许音频设备通过以太网互相连接。