便携式应用中的音频接口规格简介

针对不同的数字音频子系统，催生出几种微处理器或DSP（数字信号处理器）与音频器件间用于数字转换的接口。受系统实际性能的限制，通常情况下接口的选择取决于音频通道数目、数据处理及采样率等参数。对便携式系统来说，功率耗散与物理器件的尺寸通常是同等重要的。本文将介绍目前市场中存在的几种音频接口规格。

PCM规格

最简单的音频接口之一是所谓的PCM（脉冲编码调制）接口。严格地说，所有数字信号进行传输都要经过PCM，并且需要仔细参照用于数字电话的单声道机制。PCM接口由时钟脉冲（BCLK）、帧同步信号（FS）及数据队列组成，每个PCM对应一个将要接收或将要发送的数据。

PCM接口很容易实现，原则上能够支持任何数据方案和任何采样率，但需要每个音频通道获得一个独立的数据队列，这种属性会使PCM在数字电话等初级目标应用系统中成为极受欢迎的选择。

I2S规格

I2S接口（Inter-IC Sound）在20世纪80年代首先被飞利浦用于消费音频，并在一个称为LRCLK（Left/RightCLOCK）的信号机制中经过多路转换，将两路音频信号成单一的数据队列。当LRCLK为高时，左声道数据被传输；LRCLK为低时，右声道数据被传输。与PCM相比，I2S更适合于立体声系统。对于多通道系统，在同样的BCLK和LRCLK条件下，并行执行几个数据队列也是可能的。

对I2S和它的衍生系列而言，系统要么在不同的频率下产生Low-jitterBCLK和LRCLK（在PCM情况下也可以是FS），要么在软件环境中将所有的音频流转换成单一的采样率。第一种情况要求至少有一个模拟锁相环（PLL）和两个同步反馈，并在不同频率上进行记录。而且在评估接口的功效时，必须将增加的功耗计算在内。第二种情况虽然加强了计算能力，但也使处理器的功耗显著增加。而且当这个处理器同时执行用户应用程序时，整个系统运行速度会变慢，在音频打开时甚至停止运行。

      AC’97/AC-Link规格

AC’97（音频编码1997）标准是Intel公司为计算机音频而指定的。与PCM和I2S不同，AC’97不只是一种数据格式，用于音频编码的内部架构规格，它还具有控制功能。众所周知的AC-Link接口包括位时钟（BITCLK）、同步信号校正（SYNC）和从编码到处理器及从处理器中解码（SDATDIN与SDATAOUT）的数据队列。AC’97数据帧以SYNC脉冲开始，包括12个20位时间段（时间段为标准中定义的不同的目的服务）及16位“tag”段，共计256个数据序列。例如，时间段“1”和“2”用于访问编码的控制寄存器，而时间段“3”和“4”分别负载左、右两个音频通道。“tag”段表示其他段中哪一个包含有效数据。把帧分成时间段使传输控制信号和仅通过4根线到达9个音频通道或转换成其他数据流成为可能。与具有分离控制接口的I2S方案相比，AC’97明显减少了整体管脚数。

Azalia规格

在计算机和消费音频中，AC’97规格正被近来由Intel发展起来的Azalia规格所代替。这种新的标准是对AC’97规格的加强，它包括32位解决方案、高达192kHz的采样率，能够灵活地配置输入/输出管脚和接到插座传感器上的耳机、激活插入单个插座中的扬声器。另外，使用27.576kHz （是AC’97的两倍）的位时钟引起的额外功耗是延长电池寿命的一大障碍。因此，如果不考虑在其他市场进行发展，Azalia在便携应用中成为主流的机会很小。

此外，移动工业联盟（MIPI）正针对LML（Low-Speed、Multi-dropLink）下一代移动电话推动第一种音频接口规格的发展。尽管这种开放式规格还处于初级阶段，却很有可能用较少的管脚数将音频接口、控制接口集成在一起。这与目前可以使用的任何一种规格有所不同，正逐渐被IC业主认可和采纳。