17.2 音频设备硬件接口17.2.1 PCM 接口
针对不同的数字音频子系统,出现几种微处理器或 DSP 与音频器件之间用于数字转换的接口。
最简单的音频接口是
PCM(脉冲编码调制)接口,该接口由时钟脉冲、帧同步信号(FS)及接收数据(DR)和发送数据(DX)组成。在帧同步信号的上升沿,数据传输从 MSB(
Most Significant Bit 最高有效位)开始,帧同步信号频率等于采样率。FS 信号之后开始数据字的传输,单个的数据位按顺序进行传输,一个时钟周期传输一个数据字。
PCM 接口,原则上能够支持任何数据方案和任何采样率,但需要每个音频通道获得一个独立的数据队列。
17.2.2 IIS 接口
IIS 接口(
Inter-IC Sound,又称 I 2 S)在 20 世纪 80 年代首先被 PHILIPS 用于消费音频产品,并在一个称为
LRCLK(Left/Right CLOCK)的信号机制中经过多路转换,将两路音频信号变成单一的数据队列。当 LRCLK 为高时,左声道数据被传输;LRCLK 为低时,右声道数据被传输。IIS 更适合于立体声系统。IIS 的变体也支持多通道的时分复用,因此可以支持多声道。
17.2.3
AC97 接口 AC97 (Audio Codec 1997)是以 Intel 为首的 5 个 PC 厂商 Intel、Creative Labs、NS、Analog Device
与 Yamaha 共同提出的规格标准。与 PCM 和 IIS 不同,AC97 不只是一种数据格式,用于音频编码的内部架构规格,AC97 还具有控制功能。 AC97 采用 AC-Link 与外部的编解码器相连,AC-Link 接口包括位时钟(BITCLK)、同步信号校正(SYNC)和从编码到处理器及从处理器中解码的数据队列。AC97
数据帧以
SYNC 脉冲开始, 包括
12 个 20 位时隙以及
1 个 16 位“tag”段,共计256 个数据序列。
例如,时隙“1”和“2”用于访问编码的控制寄存器,而时隙“3”和“4”分别负载左、右两个音频通道。“tag”段表示其他时隙中哪一个包含有效数据。把帧分成时隙使传输控制信号和音频数据仅通过 4 根线到达 9 个音频通道或转换成其他数据流成为可能。图 17.3 所示 AC97 的接口时序
图 17.3 AC97 的接口时序
PCM、IIS 和 AC97 各有其优点和应用范围,在 CD、MP3 随身听多采用 IIS 接口,移动电话多采用 PCM 接口,智能手机、PDA 则多使用AC97 编码格式。