I²S ( Inter-IC Sound , eye-squared-ess ), es un estándar de interfaz de bus serie eléctrico que se utiliza para conectar dispositivos de audio digital. Se utiliza para comunicar datos de audio PCM entre circuitos integrados en un dispositivo electrónico. El bus I²S separa las señales de reloj y de datos en serie, lo que da como resultado receptores más simples que los requeridos para los sistemas de comunicaciones asíncronos que necesitan recuperar el reloj del flujo de datos. Alternativamente, I²S se escribe I2S (pronunciado eye-two-ess) o IIS (pronunciado eye-eye-ess). A pesar del nombre similar, I²S no está relacionado con el bus bidireccional I²C (IIC).
Tipo | Bus de comunicación serial | ||
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Historial de producción | |||
Diseñador | Philips Semiconductor , conocido hoy como NXP Semiconductors | ||
Diseñado | 1986 | ||
Datos | |||
Señal de datos | Empujar tirar | ||
Ancho | 1 línea de datos (SD) + 2 líneas de reloj (SCK, WS) | ||
Protocolo | De serie |
Historia
Este estándar fue introducido en 1986 por Philips Semiconductor (ahora NXP Semiconductors ) y fue revisado por última vez el 5 de junio de 1996. [1]
Detalles
El protocolo I²S describe un tipo específico de comunicación de audio digital PCM con parámetros definidos descritos en la especificación de Philips.
El autobús consta de al menos tres líneas:
- Línea de reloj de bits
- Línea de reloj de palabra
- Al menos una línea de datos multiplexada
También puede incluir las siguientes líneas:
- Reloj maestro (normalmente 256 x LRCLK)
- Una línea de datos multiplexada para cargar
El reloj de bits pulsa una vez por cada bit discreto de datos en las líneas de datos. La frecuencia del reloj de bits es el producto de la frecuencia de muestreo , el número de bits por canal y el número de canales. Entonces, por ejemplo, CD Audio con una frecuencia de muestreo de 44.1 kHz, con 16 bits de precisión y dos canales (estéreo) tiene una frecuencia de reloj de bits de:
- 44,1 kHz × 16 × 2 = 1,4112 MHz
El reloj de selección de palabras le permite al dispositivo saber si el canal 0 o el canal 1 se está enviando actualmente, porque I²S permite que se envíen dos canales en la misma línea de datos. Es una señal de ciclo de trabajo del 50% que tiene la misma frecuencia que la frecuencia de muestreo. Para material estéreo, la especificación I²S establece que el audio izquierdo se transmite en el ciclo bajo del reloj de selección de palabras y el canal derecho se transmite en el ciclo alto. Por lo general, se sincroniza con el borde descendente del reloj en serie, ya que los datos se bloquean en el borde ascendente. [1] El reloj de selección de palabras cambia un período de reloj de un bit antes de que se transmita el MSB. Esto permite, por ejemplo, que el receptor almacene la palabra anterior y borre la entrada para la siguiente. [1]
Los datos están firmados , codificados como complemento a dos con el MSB (bit más significativo ) primero . [1] Esto permite que el número de bits por trama sea arbitrario, sin necesidad de negociación entre el transmisor y el receptor. [1]
Como interconexión de audio
En equipos de audio, I²S se utiliza a veces como un enlace externo entre un reproductor de CD y una caja DAC separada, en contraposición a una conexión puramente interna dentro de una caja de reproductor. Esto puede constituir una alternativa a los estándares AES / EBU , Toslink o S / PDIF de uso común .
La conexión I²S no fue diseñada para usarse a través de cables, y la mayoría de los circuitos integrados no tendrán la impedancia correcta para cables coaxiales. Como el error de adaptación de impedancia asociado con las diferentes longitudes de línea puede causar diferencias en el retardo de propagación entre la línea de reloj y la línea de datos, esto puede resultar en problemas de sincronización entre SCK, WS y señales de datos, principalmente a altas frecuencias de muestreo y velocidades de bits. Como el bus I²S no tiene ningún mecanismo de detección de errores, esto puede provocar errores de decodificación importantes.
No hay un cable de interconexión estándar para esta aplicación. Algunos fabricantes simplemente proporcionan tres conectores BNC , un enchufe 8P8C ("RJ45") o un conector DE-9 . Otros como Audio Alchemy (ahora desaparecido) usaban conectores DIN . PS Audio , Musica Pristina y Wyred4Sound utilizan un conector HDMI. El fabricante holandés Van Medevoort ha implementado Q-link en algunos de sus equipos, que transfiere I²S a través de 4 conectores RCA (datos, MCK, LRCK, BCK).
Ver también
Referencias
- ^ a b c d e f g h i "Especificación I²S" (PDF) . Semiconductores Philips. 5 de junio de 1996. Archivado desde el original (PDF) el 2 de enero de 2007.
- ^ a b c Lewis, Jerad (enero de 2012). "Artículo técnico MS-2275: Interfaces digitales comunes entre IC para la transferencia de datos de audio" (PDF) . Analog Devices, Inc.
- ^ a b "MCLK en protocolo de audio I2S" . electronics.stackexchange.com . Consultado el 4 de noviembre de 2016 .
Fuente de reloj para los moduladores delta-sigma y filtros digitales. ... Es el reloj que utiliza el códec de audio ... para cronometrar y / o controlar su propio funcionamiento interno.
- ^ "PCM1781 (o cualquier I2S DAC) fuentes de reloj - Foro de convertidores de audio - Convertidores de audio - Comunidad TI E2E" . e2e.ti.com . Consultado el 4 de noviembre de 2016 .
Es cierto que el reloj maestro (modulador) no es parte del estándar I2S
- ^ Arbona, Jorge (septiembre de 2010). "Informe de aplicación SLAA469 Configuraciones de interfaz de serie de audio para códecs de audio" (PDF) .
Los convertidores de audio basados en la arquitectura delta-sigma (ΔΣ) requieren un reloj maestro interno que funcione a una velocidad mucho más rápida que la frecuencia de muestreo objetivo.
enlaces externos
- Especificación I²S - Philips / NXP
- Diapositivas I²S y STM32F4 - Universidad de Auburn
- Interfaces digitales comunes entre IC para la transferencia de datos de audio , PDF