音频接口

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1、好声音，窝来造——看看音频接口
数字音频数据传输现在有许多标准。很多格式都可以用于在同一块PCB上实现IC间的通信，如I2S（IC间音频）、TDM（时分复用）和PDM（脉冲分时复用）等格式。其它音频格式则主要面向不同印刷电路板之间通过电缆的数据连接，如S/PDIF和以太AVB。

另外还有AC97音频接口。

嵌入式音频接口电路，涉及音频coder的选择，最重要的是要选择和你的SOC处理器相匹配的数字音频IC（组件），如选择了数字接口不匹配的音频组件，则会不必要地使系统设计变得更加复杂，增加硬件成本。

对于常见的数字音频接口我们来捋一遍吧：

1）I2S：IC之间音频（12S）是用于集成电路之间音频数据传输的最常见数字音频格式。飞利浦半导体（即现在的恩智浦半导体）于1986年推出了12S标准。1996年对该格式进行了修订。该接口首次广泛应用于CD播放器的设计，现在几乎在涉及集成电路间数字音频数据转换的任何应用上都可以看到该接口。多数音频ADC、DAC、DSP，与采样速率转换器，以及一些微控制器都带有I2S接口。

I2S是音频数字化后数据排列的一种格式，说传输的就是PCM，支持单声道和立体声。PCM是一个通称、混称，I2S是对原始PCM进行数据排序处理，本质就是PCM，可以说I2S是PCM的子集。

PCM：PCM（PCM-clock、PCM-sync、PCM-in、PCM-out）脉冲编码调制，模拟语音信号经过采样量化以及一定数据排列就是PCM了。理论上可以传输单声道，双声道立体声和多声道。是数字音频的raw data。



2）TDM：有些IC支持使用一个公共时钟的多路I2S数据输入或输出，但这样的方法显然会增加数据传输所需要的管脚数量。当同一个数据线上传输两个以上通道的数据时，就要使用TDM格式。TDM数据流可以承载多达16通道的数据，并有一个类似于I2S的数据/时钟结构。

TDM常用于多个源馈入一个输入端，或单源驱动多只器件的系统。在前一种情况下，（多源馈入一个输入端），每个TDM源共享一个公共的数据总线。该信源必须配置为在其适用通道期间才驱动总线，而当其它器件在驱动其它总线时，其驱动器要置为三态。

TDM接口还没出现类似飞利浦I2S的其他标准，因此，很多IC都有着自己略微不同的TDM实现方法。

嵌入式设备中我还没有遇见过使用TDM接口的产品，使用率比较少。



3）PDM：PDM数据连接在手机和平板电脑等便携音频应用上方面变得越来越普遍。PDM在尺寸受限应用中优势明显，因为它可以将音频信号的布放围绕LCD显示屏等高噪声电路，而不必处理模拟音频信号可能面临的干扰问题。

基于PDM的架构不同于I2S和TDM之处是，抽取滤波器是不在发送IC中，而是位于接收IC中。源输出是原始的高采样率调制数据，如Sigma-Delta调制器的输出，而不是像I2S中那样的抽取数据。基于PDM的架构减少了源器件的复杂性，通常会利用已经存在于编解码器ADC中的抽取滤波器。

I2S、TDM与PDM音频接口各有其优点与最适合的应用。随着更多音频IC从模拟接口转向数字接口，PM们需要了解哪种接口最适合于自己的特定设计。