I²S - I²S

Nicht zu verwechseln mit I²C .
"i2s" leitet hierher weiter. Es darf nicht mit IIS (Begriffsklärung) , IS2 (Begriffsklärung) oder I2 (Begriffsklärung) verwechselt werden .
I²S-Bus
Art Serielle Kommunikation Bus
Produktionsgeschichte
Designer Philips Semiconductor , heute bekannt als NXP Semiconductors
Entworfen 1986 ; vor 35 Jahren ( 1986 )
Daten
Datensignal Drücken ziehen
Breite 1 Datenleitung (SD) +
2 Taktleitungen (SCK, WS)
Protokoll Seriennummer

I²S ( Inter-IC Sound , eye-squared-ess ) ist ein elektrischer serieller Bus- Schnittstellenstandard, der zum Verbinden digitaler Audiogeräte verwendet wird. Es wird verwendet, um PCM- Audiodaten zwischen integrierten Schaltkreisen in einem elektronischen Gerät zu übertragen. Der I²S-Bus trennt Takt- und serielle Datensignale, was zu einfacheren Empfängern führt, als sie für asynchrone Kommunikationssysteme erforderlich sind, die den Takt aus dem Datenstrom zurückgewinnen müssen. Alternativ wird I²S I2S (ausgesprochen eye-two-ess) oder IIS (ausgesprochen eye-eye-ess) geschrieben. Trotz des ähnlichen Namens ist I²S nicht mit dem bidirektionalen I²C (IIC)-Bus verwandt.

Geschichte

Dieser Standard wurde 1986 von Philips Semiconductor (jetzt NXP Semiconductors ) eingeführt und zuletzt am 5. Juni 1996 überarbeitet.

Einzelheiten

Zeitdiagramm von I²S

Das I²S-Protokoll beschreibt eine spezifische Art der digitalen PCM-Audiokommunikation mit definierten Parametern, die in der Philips-Spezifikation beschrieben sind.

Der Bus besteht aus mindestens drei Linien:

  1. Bittaktleitung
    • Offiziell "Continuous Serial Clock (SCK)". Typisch "Bittakt (BCLK)" geschrieben.
  2. Wordclock-Linie
    • Offiziell "Wortauswahl (WS)". Typischerweise als "Links-Rechts-Takt (LRCLK)" oder "Frame-Sync (FS)" bezeichnet.
    • 0 = Linker Kanal, 1 = Rechter Kanal
  3. Mindestens eine gemultiplexte Datenleitung
    • Offiziell "serielle Daten (SD)", können aber SDATA, SDIN, SDOUT, DACDAT, ADCDAT usw. heißen.

Es kann auch die folgenden Zeilen enthalten:

  1. Master-Clock (typischerweise 256 x LRCLK)
    • Dies ist nicht Bestandteil des I2S-Standards, wird aber üblicherweise zur Synchronisierung des internen Betriebs der Analog/Digital-Wandler mitgeliefert.
  2. Eine Multiplex-Datenleitung zum Hochladen

Der Bittakt pulsiert einmal für jedes diskrete Datenbit auf den Datenleitungen. Die Bittaktfrequenz ist das Produkt aus der Abtastrate , der Anzahl der Bits pro Kanal und der Anzahl der Kanäle. So hat beispielsweise CD Audio mit einer Samplefrequenz von 44,1 kHz, mit 16 Bit Genauigkeit und zwei Kanälen (Stereo) eine Bittaktfrequenz von:

44,1 kHz × 16 × 2 = 1,4112 MHz

Die Word-Select-Clock teilt dem Gerät mit, ob gerade Kanal 0 oder Kanal 1 gesendet wird, denn I²S erlaubt das Senden von zwei Kanälen auf derselben Datenleitung. Es ist ein Signal mit einem Tastverhältnis von 50 %, das dieselbe Frequenz wie die Abtastfrequenz hat. Für Stereomaterial besagt die I²S-Spezifikation, dass das linke Audio im Low-Zyklus des Word-Select-Takts und der rechte Kanal im High-Zyklus übertragen wird. Sie wird typischerweise mit der fallenden Flanke des seriellen Takts synchronisiert, da die Daten an der steigenden Flanke zwischengespeichert werden. Der Wortauswahltakt ändert eine Bittaktperiode, bevor das MSB übertragen wird. Dadurch kann der Empfänger beispielsweise das vorherige Wort speichern und die Eingabe für das nächste löschen.

Die Daten sind vorzeichenbehaftet , kodiert als Zweierkomplement mit dem MSB ( höchstwertiges Bit ) zuerst . Dadurch kann die Anzahl der Bits pro Rahmen beliebig gewählt werden, ohne dass eine Verhandlung zwischen Sender und Empfänger erforderlich ist.

Als Audio-Interconnect

In Audiogeräten wird I²S manchmal als externes Bindeglied zwischen einem CD-Player und einem externen Digital-Analog-Wandler verwendet , im Gegensatz zu einer rein internen Verbindung innerhalb einer Player-Box. Dies kann eine Alternative zu den häufig verwendeten AES/EBU- , Toslink- oder S/PDIF- Standards darstellen.

Die I²S-Verbindung wurde nicht über Kabel verwendet, und die meisten integrierten Schaltkreise haben nicht die richtige Impedanz für Koaxialkabel. Da der mit den unterschiedlichen Leitungslängen verbundene Impedanzanpassungsfehler Unterschiede in der Ausbreitungsverzögerung zwischen der Taktleitung und der Datenleitung verursachen kann, kann dies hauptsächlich bei hohen Abtastfrequenzen und Bitraten zu Synchronisationsproblemen zwischen den SCK-, WS- und Datensignalen führen. Da der I²S-Bus über keinen Fehlererkennungsmechanismus verfügt, kann dies zu erheblichen Decodierungsfehlern führen.

Für diese Anwendung gibt es kein Standard-Verbindungskabel. Manche Hersteller liefern einfach drei BNC-Anschlüsse , eine 8P8C ("RJ45") Buchse oder einen DE-9- Anschluss. Andere wie Audio Alchemy (jetzt nicht mehr existierend) verwendeten DIN-Anschlüsse . PS Audio , Musica Pristina und Wyred4Sound verwenden einen HDMI-Anschluss. Der niederländische Hersteller Van Medevoort hat in einigen seiner Geräte Q-link implementiert, der I²S über 4 Cinch-Anschlüsse (Data, MCK, LRCK, BCK) überträgt.

Siehe auch

Verweise

Externe Links