背景
I2S總線 是一種常見的總線，也是需要掌握的。
概念
I2S(Inter—IC Sound)總線, 又稱 集成電路內置音頻總線，是飛利浦公司為數字音頻設備之間的音頻數據傳輸而制定的一種總線標准，該總線專責於音頻設備之間的數據傳輸，廣泛應用於各種多媒體系統。它采用了沿獨立的導線傳輸時鍾與數據信號的設計，通過將數據和時鍾信號分離，避免了因時差誘發的失真，為用戶節省了購買抵抗音頻抖動的專業設備的費用。
I2S的總線規范
I2S有4根線，包括：IISDI(串行數據輸入)，IISDO(串行數據輸出)，IISLRCK(左右通道選擇)，和SCLK(串行位時鍾)。
產生
IISLRCK和IISCLK的設備是主設備。
I2S有3個主要信號：
1.串行時鍾SCLK，也叫位時鍾（BCLK），即對應數字音頻的每一位數據，SCLK都有1個脈沖。SCLK的頻率=2×采樣頻率×采樣位數。
- 幀時鍾LRCK，(也稱WS)，用於切換左右聲道的數據。LRCK為“1”表示正在傳輸的是右聲道的數據，為“0”則表示正在傳輸的是左聲道的數據。LRCK的頻率等於采樣頻率。
3.串行數據SDATA，即用二進制補碼表示的音頻數據。（MSB ---> LSB：數據由高位到低位依次傳輸）
4、一般還有MCLK，主時鍾，也叫系統時鍾（Sys Clock），是采樣頻率的256倍或384倍。
有時為了使系統間能夠更好地同步，還需要另外傳輸一個信號MCLK，稱為主時鍾。
I2S格式的信號無論有多少位有效數據，數據的最高位總是出現在LRCK變化（也就是一幀開始）后的第2個SCLK脈沖處。
這就使得接收端與發送端的有效位數可以不同(因為有固定格式，所以知道如何保留或擴充)。
如果接收端能處理的有效位數少於發送端，可以放棄數據幀中多余的低位數據；
如果接收端能處理的有效位數多於發送端，可以自行補足剩余的位。
這種同步機制使得數字音頻設備的互連更加方便，而且不會造成數據錯位。
I2S格式的信號無論有多少位有效數據，數據位的最高位（MSB）總是被最先傳輸，1次能夠發送的數據決定於I2S格式的有效位數。
I2S特點
1、支持全雙工/半雙工
2、支持主/從模式
3、和PCM相比，I2S更適合立體聲系統。當然，I2S的變體也支持多通道的時分復用，因此可以支持多聲道。
I2S 各種標准
隨着技術的發展，在統一的I2S硬件接口下，出現了多種不同的數據格式，可分為左對齊(MSB)標准、右對齊(LSB)標准、I2S Philips標准。STM32支持的I2S是一種3引腳的同步串行接口通訊協議。它支持四種音頻標准，包括飛利浦I2S標准， MSB和LSB對齊標准，以及PCM標准。它在半雙工通訊中，可以工作在主和從2種模式下。當它作為主設備時，通過接口向外部的從設備提供時鍾信號。
1）I2S Philips標准
使用WS信號來指示當前正在發送的數據所屬的通道，為0時表示左通道數據。該信號從當前通道數據的第一個位(MSB)之前的一個時鍾開始有效。發送方在時鍾信號(CK)的下降沿改變數據，接收方在上升沿讀取數據。WS信號也在SCK的下降沿變化。參考圖 383，為24bit數據封裝在32bit幀傳輸波形。正如之前所說，WS線頻率對於采樣頻率FS，一個WS線周期包括發送左聲道和右聲道數據，在圖中實際需要64個CK周期來完成一次傳輸。
2）左對齊標准
在WS發生翻轉同時開始傳輸數據，參考圖 384，為24bit數據封裝在32bit幀傳輸波形。該標准較少使用。注意此時WS為1時，傳輸的是左聲道數據，這剛好與I2S Philips標准相反。
3）右對齊標准
與左對齊標准類似，參考圖 385，為24bit數據封裝在32bit幀傳輸波形。
4）PCM標准
PCM即脈沖編碼調制，模擬語音信號經過采樣量化以及一定數據排列就是PCM了。WS不再作為聲道數據選擇。它有兩種模式，短幀模式和長幀模式，以WS信號高電平保持時間為判別依據，長幀模式保持13個CK周期，短幀模式只保持1個CK周期，可以通過相關寄存器位選擇。如果有多通道數據是在一個WS周期內傳輸完成的，傳完左聲道數據就緊跟發送右聲道數據。圖 386為單聲道數據16bit擴展到32bit數據幀發送波形。
