第十四章I2S介紹和S3C2410的I2S控制

主要內容：14.1數字音頻信號（I2S）介紹14.2數字音頻計算機處理14.3S3C2410中I2S總線控制寄存器14.5IIS實驗參考程序14.4WAV聲音格式文件ARM7和ARM9是兩款通用嵌入式微處理器，它們對多媒體的支持沒有ARM11強，但S3C2410內置一個I2S總線控制器，該控制器實現了一個外部8~16位立體聲音頻CODEC(編譯碼器，編碼器coder和譯碼器decoder兩詞的詞頭組成的縮略語)IC的接口。UDA1341是飛利浦公司的一款經濟型音頻CODEC，用于實現模擬音頻信號的采集(音頻AD)和數字音頻信號的模擬輸出(DA)，S3C2410和UDA1341通過I2S數字音頻接口，實現音頻信號的數字化處理。14.1數字音頻信號（I2S）介紹

數字音頻信號是相對模擬音頻信號來說的。我們知道聲音的本質是波，人能聽到的聲音的頻率在0.02~20kHz之間。數字音頻信號是對模擬信號的一種量化(如圖14-1)，典型方法是對時間坐標按相等的時間間隔做采樣，對振幅做量化。I2S總線控制器結構如圖14-2所示：其中：?兩個5比特（Bit）預除器(IPSR)。一個(IPSR_A)用于產生I2S總線接口的主時鐘，另外一個(IPSR_B)用作外部CODEC時鐘產生器。?十六字節FIFO。在發送數據時數據被寫進TxFIFO，在接收數據時數據從RxFIFO中讀取。?主IISCLK產生器(SCLKG):在主模式，由主時鐘產生串行時鐘。?通道產生器和狀態機(CHNC):IISCLK和IISLRCK由通道狀態機產生并控制。?16比特（Bit）移位寄存器(SFTR):在發送數據時，并行數據經由SFTR變成串行數據輸出，在接收數據時，串行數據由SFTR轉變成并行數據。14.2數字音頻計算機處理

14.2.1采樣頻率和采樣精度在數字音頻系統中，通過將聲波轉換為連續的電波，再將連續的電波轉換為離散的一連串的二進制數，將此二進制數送計算機進行存儲和處理，這一過程就叫ADC（模擬量轉換為數字量）。ADC以每秒上萬次的速率對聲波進行采樣，每次采樣都記錄下了原始聲波在采樣時刻的狀態，叫“樣本”。14.2.2音頻編碼音頻編碼一般采用脈沖編碼調制（PulseCodeModulation）編碼的方法對語音信號進行采樣，然后對每個樣值進行量化編碼。這一過程就是PCM編碼過程。14.2.3IIS數字音頻接口I2S是一種串行總線技術，主要針對CD、VCD等數字音頻處理器。I2S總線僅處理音頻數據，其他控制信號單獨傳送。I2S總線只有三條，即時鐘（Continuousserialclock，SCK）、字選擇線（Wordselect，WS）、和分時復用的數據通道（Serialdata，SD）。使用I2S系統的連接如圖14-3所示。I2S接口時序如圖14-4所示。14.2.4音頻芯片UDA1341TS介紹音頻芯片UDA1341TS是PHILIPS公司生產的音頻數字信號編譯碼器。它可以把立體聲模擬信號轉化為數字信號，同樣也可以把數字信號轉化為模擬信號，并可以用PGA（可編程增益控制）和AGC（自動增益控制）對模擬信號進行處理。它廣泛應用于MD、CD、Notebook、PC和數碼攝像機等。14.3S3C2410中I2S總線控制寄存器

I2S相關的寄存器包括I2S控制寄存器IISCON，I2S模式寄存器IISMOD和I2S分頻寄存器IISPSR。I2S控制寄存器及其各位的定義如表14-1所列14.4WAV聲音格式文件

WAV聲音格式文件是Windows環境下的一種常用音頻文件格式，它依循著一種稱為“資源互換文件格式”(ResourcesInterchangeFileFormal)的結構，簡稱RIFF。RIFF可以看做是一種樹狀結構，其基本構成單位為恰克（chunk），猶如樹狀結構中的節點，每個chunk由“辨別碼”、“數據大小”及“數據”所組成。WAV為WAVEFORM(波形)的縮寫。“RIFE”