I2S(Inter-IC Sound)是由飞利浦(Philips)公司制定的、广泛应用于芯片间传输数字音频的同步串行接口标准,其核心是用4根信号线实现左右声道PCM音频的同步传输,主设备提供时钟,从设备跟随,数据在固定时序下串行移位。
1、I2S的信号和主要参数
(1)I2S最少要用到BCLK、LRCK、SD这3个信号,通常还会加1个主时钟MCLK信号。
BCLK(Bit clock,也叫Serial Clock,SCK),提供同步音频数据传输的时钟信号,确定了数据传输的速度和时序
LRCK(Left-Right Clock),帧同步信号,指示当前传输的是左声道的音频数据还是右声道的音频数据。
SD(Serial Data),传输PCM音频数据,常用的数据位宽为8/16/24/32bit。
MCLK(Main Clock),可选信号,为Codec/ADC/DAC提供工作参考时钟。
(2)时钟之间的关系
LRCK = fs ;
BCLK = LRCK×位宽×通道数(左/右声道) ;
MCLK = 256/384×BCLK 。
(3)主要参数
位深(Bit Depth):量化后的音频精度,决定了音频的动态范围和信噪比,常见的有16bit(CD音质)、24bit(专业音频、HiFi)、32bit(高精度处理、浮点数音频);
位宽(Bit Width):I2S数据线上传输的数据位数,通常≥位深。
常见的位深和位宽的组合:
16bit 位深 + 16bit 位宽;
24bit 位深 + 24bit 位宽;
24bit 位深 + 32bit 位宽(最常用,兼容更好);
32bit 位深 + 32bit 位宽。
2、I2S的传输模式
I2S有标准、左对齐、右对齐三种传输模式。
(1)标准传输模式
数据先传MSB,后传LSB;
LRCK跳变沿之后,延迟1个BCLK周期,才输出MSB;
通常在BCLK下降沿 切换 LRCK;
在BCLK下降沿发送数据,在BCLK上升沿采样数据。

(2)左对齐传输模式
也叫MSB对齐,即每声道数据的MSB与LRCK对齐;
MSB与LRCK对齐,LRCK跳变的同时,MSB就开始输出。

(3)右对齐传输模式
也叫LSB对齐,即每声道数据的LSB与LRCK边沿对齐;
LRCK 切换声道时,LSB也刚好是最后一个BCLK。

4、I2S的传输流程
※ 主设备生成稳定的 MCLK、BCLK、LRCK;
※ LRCK 为 0 → 发送左声道 16bit 数据,每 bit 对应一个 BCLK;
※ LRCK 跳变为 1 → 发送右声道 16bit 数据;
※ 循环往复,形成连续音频流,直至传输结束。
5、I2S的特点
(1)优点
※ 专为音频设计,同步性强;
※ 电路简单、引脚少;
※ 位深/位宽灵活,通用性强;
※ 主从结构清晰,易控制。
(2)缺点
※ 只能点对点,不支持总线拓扑;
※ 无校验、无应答机制;
※ 时钟抖动敏感;
※ 多声道扩展麻烦。





