数字音频接口（DAI）是数字音频设备之间传输音频信号的方式，相比模拟接口，DAI具有更强的抗干扰能力和简单的硬件设计，因此在音频电路中得到广泛应用。图1和图2对比了传统音频信号和数字音频信号链的区别。

在传统的音频电路中，包含麦克风、前置放大器、模/数转换器ADC、数/模转换器DAC、输出放大器和扬声器等，它们之间通过模拟信号相互连接。随着技术发展，为了提高性能，模拟电路逐渐向链路两端集成，各集成电路间采用数字接口形式。DSP通常采用数字接口，而换能器和放大器等一般使用模拟接口，但也逐渐集成数字接口功能。图2展示了一个完整的数字音频接口的例子。

1.1 I2S简介

I2S全称Inter-IC Sound，是一种由飞利浦定义的数字音频传输标准，用于系统内部器件之间的数字音频数据传输，如编解码器CODEC、DSP、数字输入/输出接口、ADC、DAC和数字滤波器等。与I2C没有直接关系，I2S是一种简单的数字接口协议，不涉及地址或设备选择机制。在I2S总线上，只能同时存在一个主设备和发送设备。主设备可以是发送设备或接收设备，也可以是协调发送设备和接收设备的其他控制设备。

在I2S传输协议中，有三根信号线：时钟信号SCK、数据信号SD和左右声道选择信号WS。SCK是时钟信号，SD是数据信号，WS是声道选择信号，表明数据发送端选择的是左声道还是右声道。WS也被称为帧时钟，频率等于声音的采样率。

时钟信号 Serial Clock (SCK)

SCK是同步信号，可以由外部提供（主模式）或.由模块内部产生（从模式）。在不同芯片型号中，时钟信号也可能被称为BCLK/Bit Clock或SCL/Serial Clock。SCK的上升沿或下降沿可用于同步数据传输。

数据信号 Serial Data (SD)

SD是串行数据，以二进制补码形式在数据线上传输。数据传输的时序要考虑SCK的上升沿或下降沿。在I2S系统中，MSB在WS改变后的第二个SCK上升沿有效，以保证最高有效位的传输。

左右声道选择信号 Word Select (WS)

WS是声道选择信号，用于指示数据发送端选择的是左声道还是右声道。WS也被称为LRCLK/Left Right Clock。在I2S系统中，WS可以在SCK的上升沿或下降沿变化，而数据信号的MSB在WS改变后的第二个SCK上升沿有效。

I2S数据时钟频率计算

若采样频率为44.1 kHz，左/右声道的量化深度为16 bit，则I2S的SCK频率为44.1 kHz×16×2＝1.4112 MHz。若采样位数不同，可以根据相应的要求计算SCK的频率。

2.1 PCM简介

PCM（Pulse Code Modulation）是一种模拟信号数字化的方法，通过抽样、量化和编码实现。PCM接口与I2S相似，包括PCM_CLK、PCM_SYNC、PCM_IN和PCM_OUT等电路信号。PCM时序图如图11所示。

在PCM接口中，抽样后的信号以二进制补码形式在数据线上传输，同时需要时钟信号（PCM_CLK）和帧同步时钟信号（PCM_SYNC）。PCM_IN为接收数据信号，PCM_OUT为发送数据信号。

TDM/PCM与I2S接口对应关系

表1展示了TDM/PCM与I2S接口的对应关系。

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