Inter-Integrated Circuit Sound ( I²S , произносится как «ай-скверд-есс» [ требуется цитата ] ) — это протокол последовательного интерфейса для передачи двухканального цифрового звука в виде импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) между компонентами интегральной схемы (ИС) электронного устройства. Шина I²S разделяет сигналы синхронизации и последовательные сигналы данных, что приводит к более простым приемникам, чем те, которые требуются для асинхронных систем связи, которым необходимо восстанавливать тактовую частоту из потока данных. I²S также пишется как I2S (произносится как ай-ту-есс) или IIS (произносится как ай-ай-есс). Несмотря на похожее название, I²S не имеет отношения к I²C .
Стандарт протокола был представлен в 1986 году компанией Philips Semiconductor (теперь NXP Semiconductors ) и впервые пересмотрен 5 июня 1996 года . [1] В последний раз стандарт пересматривался 17 февраля 2022 года, при этом термины «ведущий» и «ведомый» были заменены на «контроллер» и «целевой» . [2]
Как показано на схеме, протокол требует следующих строк:
Протокол может также включать следующие строки:
Битовый тактовый импульс подается один раз для каждого дискретного бита данных на линиях данных. Битовая тактовая частота является произведением частоты дискретизации , количества бит на канал и количества каналов. Так, например, CD Audio с частотой дискретизации 44,1 кГц, с точностью 16 бит и двумя каналами (стерео) имеет битовую тактовую частоту:
Синхронизатор выбора слова позволяет устройству узнать, отправляется ли в данный момент канал 1 (WS = 0) или канал 2 (WS = 1), поскольку I²S позволяет отправлять два канала по одной линии данных. Это сигнал с рабочим циклом 50%, который имеет ту же частоту, что и частота дискретизации. Для стереоматериала спецификация I²S гласит, что левый аудиосигнал передается на низком цикле синхросигнала выбора слова, а правый канал передается на высоком цикле. Обычно он синхронизируется с задним фронтом последовательного синхросигнала, поскольку данные фиксируются на переднем фронте. [1] Синхронизатор выбора слова изменяет один период синхросигнала бита до передачи MSB. Это позволяет, например, приемнику сохранять предыдущее слово и очищать вход для следующего. [1]
Данные подписываются и кодируются как дополнение до двух, при этом MSB ( старший бит ) идет первым . [1] Это позволяет сделать количество бит в кадре произвольным, без необходимости согласования между передатчиком и приемником. [1]
В аудиооборудовании I²S иногда используется как внешняя связь между проигрывателем компакт-дисков или устройством потоковой передачи цифрового аудио и внешним цифро-аналоговым преобразователем , в отличие от чисто внутреннего соединения в пределах одного проигрывателя. Это может стать альтернативой широко используемым стандартам AES/EBU , Toslink или S/PDIF .
Соединение I²S не предназначено для использования через кабели, и большинство интегральных схем не будут иметь правильного импеданса для коаксиальных кабелей. Поскольку ошибка адаптации импеданса, связанная с разной длиной линий, может вызывать различия в задержке распространения между линией синхронизации и линией данных, это может привести к проблемам синхронизации между сигналами SCK, WS и данных, в основном при высоких частотах дискретизации и битрейтах. Поскольку шина I²S не имеет механизма обнаружения ошибок, это может вызвать значительные ошибки декодирования.
Для этого приложения нет стандартного соединительного кабеля. Некоторые производители просто предоставляют три разъема BNC , гнездо 8P8C («RJ45») или разъем DE-9 . Другие, такие как Audio Alchemy (ныне несуществующая), использовали разъемы DIN . PS Audio , Musica Pristina и Wyred4Sound используют разъем HDMI. [7] Голландский производитель Van Medevoort реализовал Q-link в части своего оборудования, который передает I²S через 4 разъема RCA (данные, MCK, LRCK, BCK).
Источник тактовой частоты для дельта-сигма-модуляторов и цифровых фильтров. ... Это тактовая частота, используемая аудиокодеком ... для синхронизации и/или управления собственной внутренней работой.
Правда, тактовая частота master (модулятора) не является частью стандарта I2S
Аудиопреобразователи на основе архитектуры дельта-сигма (ΔΣ) требуют внутреннего главного тактового генератора, который работает с гораздо большей частотой, чем целевая частота дискретизации.