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i2S 傳輸模式分為 I2S 標(biāo)準(zhǔn)模式， I2S 左對(duì)齊模式， I2S 右對(duì)齊模式，還有 TDM 模式， PCM 模式。

I2S 標(biāo)準(zhǔn)模式 :

image.png

LRCK：幀同步時(shí)鐘，其頻率就是音頻采樣率，圖中是一個(gè)周期的 LRCK，也就是采樣率的倒數(shù)。在時(shí)鐘的低電平傳輸左聲道，在時(shí)鐘的高電平傳輸右聲道。

BCLK：位同步時(shí)鐘。 BCLK_rate = sample_rate * slot * slot_width

sample_rate 是音頻采樣率，
slot 通道數(shù)（I2S 標(biāo)準(zhǔn)格式下，只能是 1 或 2），
slot_width 是傳輸單通道數(shù)據(jù)內(nèi)最大的比特位。通常是 8/16/24/32bit 可選。

MCLK： CPU 輸出頻率給外部 codec 工作時(shí)鐘，跟 I2S 模式無關(guān)

I2S 左對(duì)齊協(xié)議 :

image.png

I2S 左對(duì)齊模式：與 I2S 標(biāo)準(zhǔn)的差異，在 LRCK 發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)就開始傳輸數(shù)據(jù)。

LRCK 為高電平時(shí)，表示第一個(gè)聲道，低電平為第二個(gè)聲道。 BCLK 電平在 LRCK 發(fā)生電平變化后從低電平開始。

I2S 右對(duì)齊協(xié)議 :

image.png

I2S 右對(duì)齊模式：與 I2S 標(biāo)準(zhǔn)的差異，聲音數(shù)據(jù) LSB 傳輸完成的同時(shí)， LRCLK 完成第二次翻轉(zhuǎn)。LRCK 為高電平時(shí)，表示第一個(gè)聲道，低電平為第二個(gè)聲道。 BCLK 電平在 LRCK 發(fā)生電平變化后從低電平開始。

I2S 的 TDM 模式 :

I2S 標(biāo)準(zhǔn) _TDM ：

如果要傳輸超過兩聲道的數(shù)據(jù)，就需要使用 I2S 的 TDM 模式，因?yàn)楦鱾€(gè)廠家實(shí)現(xiàn)不一樣 ,僅供參考。

image.png

與 I2S 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議差異就是可以傳輸多個(gè)通道，最高支持到 16 聲道。

在 LRCK 的低電平傳輸左聲道，高電平傳輸右聲道。

可以看到在 Slot 傳輸兩個(gè)通道時(shí)，就是標(biāo)準(zhǔn) I2S 的傳輸。

BCLK_rate = sample_rate * slot * slot_width。

I2S 左對(duì)齊 _TDM ：

image.png

I2S 左對(duì)齊模式：與 I2S 標(biāo)準(zhǔn)的差異，在 LRCK 發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)就開始傳輸數(shù)據(jù)。這種協(xié)議使用較少。

I2S 右對(duì)齊 _TDM ：

image.png

I2S 右對(duì)齊模式：與 I2S 標(biāo)準(zhǔn)的差異，聲音數(shù)據(jù) LSB 傳輸完成的同時(shí)， LRCLK 完成第二次翻轉(zhuǎn)。這種協(xié)議又被稱為 sony 模式。

I2S 的 PCM 模式 :

PCM 接口包括四根信號(hào)：
PCM_CLK：數(shù)據(jù)時(shí)鐘（位時(shí)鐘）信號(hào)，類似 I2S 的 BCLK，頻率等于采樣率。
PCM_SYNC：幀同步信號(hào)，類似 I2S 的LRCK
PCM_IN：接收數(shù)據(jù)信號(hào)，類似 I2S 的 DIN
PCM_OUT：發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)，類似 I2S 的 DOUT

一般應(yīng)用場(chǎng)景：
PCM 模式通常用于 AP 處理器和通信 MODEM 之間傳輸語音數(shù)據(jù)。
AP 處理器和藍(lán)牙之間也是通過 PCM 模式來傳輸語音數(shù)據(jù)。撥打電話的藍(lán)牙數(shù)據(jù)走的是 PCM 模式，播放音樂藍(lán)牙數(shù)據(jù)走的是串口，不是 PCM 模式傳輸。

PCM 接口和 I2S 接口引腳一致，幀同步時(shí)鐘、位時(shí)鐘。

根據(jù)數(shù)據(jù)相對(duì)幀同步時(shí)鐘 LRCK 的位置， PCM 模式分為兩種基本模式。
DSP_MODE_A：數(shù)據(jù)在 LRCK 有效后， BCLK 的第 2 個(gè)上升沿有效。
DSP_MODE_B：數(shù)據(jù)在 LRCK 有效后， BCLK 的第 1 個(gè)上升沿有效。
根據(jù)幀同步時(shí)鐘寬度的大小， PCM 又分為兩種模式。
短幀： LRCK width 等于 1 個(gè) BCLK。
長幀： LRCK width 大于 1 個(gè) BCLK，小于 LRCK 周期

短針示圖：

image.png

LRCK width = 1 個(gè) BCLK，就是上圖中 LRCK 的高電平，對(duì)應(yīng)一個(gè) BCLK 的寬度。這種就是短幀模式。
幀同步時(shí)鐘寬度為一個(gè)位時(shí)鐘周期，數(shù)據(jù)在 LRCK 有效后， BCLK 的第二個(gè)上升有效，又是**DSP_MODE_A **模式。

長針示圖：

image.png

LRCK width = 2 個(gè) BCLK，就是上圖中 LRCK 的高電平，對(duì)應(yīng)兩個(gè) BCLK 的寬度。這種就是長幀模式。
幀同步時(shí)鐘寬度為兩個(gè)位時(shí)鐘周期，數(shù)據(jù)在 LRCK 有效后， BCLK 的第一個(gè)上升有效，又是**DSP_MODE_B **模式。
短幀，長幀：BCLK = LRCK * (slot * slot_width)

PCM短針配置實(shí)例（R818_Linux&RTL8821c）：

藍(lán)牙固件自行和模組廠商確認(rèn)。

daudio1:daudio@0x05091000 {
    mclk_div    = <0x01>;
    frametype   = <0x00>;
    tdm_config  = <0x00>;
    sign_extend     = <0x00>;
    tx_data_mode    = <0x00>;
    rx_data_mode    = <0x00>;
    msb_lsb_first   = <0x00>;
    pcm_lrck_period = <0x20>;
    slot_width_select = <0x10>;
    pinctrl-0 = <&daudio1_pins_a>;
    pinctrl-1 = <&daudio1_pins_b>;
    status = "okay";
};

各配置說明：

mclk_div：1/2/4…176/192：輸出 mclk。設(shè)置外部codec的時(shí)鐘，這里的頻率就是pll_audio/mclk_div。該值根據(jù)外接codec需要的mclk的頻率來配置。
示例：
pll_audio 一般為 24.576M 或者 22.5792M，外接的codec需要 MCLK，頻率為3.072M 或者 2.8224M，那么mclk_div就要設(shè)置為8。
frametype：配置一個(gè)時(shí)鐘幀的長度，0表示短幀，1個(gè)時(shí)鐘的長度。1表示長幀，2個(gè)時(shí)鐘的長度，默認(rèn)配置0就行。
tdm_config：tdm模式的配置，0表示pcm模式，1表示i2s模式。這里要使用i2s的pcm模式，所以要配置為0。
sign_extend：0:（Zero Padding，高位補(bǔ)零）、1:（Sign Extend，符號(hào)擴(kuò)展）。
tx_data_mode：TX端數(shù)據(jù)的格式。表示發(fā)送，也就是輸出信號(hào)。0: 16bit linear PCM;1: reserved;2: 8bit u-law;3: 8bit a-law
rx_data_mode：RX端數(shù)據(jù)格式配置。表示發(fā)送，也就是輸入信號(hào)。同上
msb_lsb_first：數(shù)據(jù)傳輸有效位選擇，數(shù)據(jù)傳輸有效位選擇，0: MSB 高 bit 發(fā)生至低 bit。 1: LSB 低 bit 發(fā)生至高 bit。，通常配置為0
pcm_lrck_period： BCLK:16/32/64/128/256，lrck 數(shù)據(jù)位寬，表示一個(gè)LRCK時(shí)鐘后BCLK的個(gè)數(shù)。
BCLK = LRCK * (slot * slot_width)

slot_width_select：可選值：8bit/16bit/32bit 采樣位深(寬度)：必須大于或等于采樣精度，一般等于最高支持采樣精度。

最大通道數(shù)(pcm 模式) = pcm_lrck_period / slot_width_select;

最大采樣位深= slot_width_select;

snddaudio1:sound@4 {
    /*sunxi,snddaudio-codec = "ac107.1-0036";*/
    /*sunxi,snddaudio-codec-dai = "ac107-pcm1";*/
    audio_format    = <0x04>;
    daudio_master   = <0x01>;
    signal_inversion  = <0x01>;
    status = "okay";
};

audio_format：配置i2s/pcm協(xié)議格式。
i2s協(xié)議格式有i2s，right_j，left_j，分別表示i2s標(biāo)準(zhǔn)格式，i2s右對(duì)齊，i2s左對(duì)齊，對(duì)應(yīng)1-3
pcm協(xié)議的格式有dsp_a，dsp_b，分別表示MSB在LRCK上升沿后的第二個(gè)BCLK上升沿出現(xiàn)（DSP_MODE_A）短針，MSB在LRCK上升沿后的第一個(gè)BCLK上升沿出現(xiàn)（DSP_MODE_B）長針。對(duì)應(yīng)4-5
- I2S vs 左對(duì)齊：I2S延遲一個(gè)時(shí)鐘開始傳輸，左對(duì)齊直接開始。
- 右對(duì)齊：數(shù)據(jù)低位對(duì)齊，填充高位方向。
- DSP_A vs DSP_B：區(qū)別在于MSB出現(xiàn)的時(shí)鐘周期（A延遲1個(gè)周期，B無延遲）。
daudio_master：1:表示SOC做從slave、codec做主master，4:表示SOC做主master、codec做從slave。
signal_inversion：信號(hào)采樣模式。 normal & invert

1: SND_SOC_DAIFMT_NB_NF (BCLK 正常模式， LRCK 正常模式)
2: SND_SOC_DAIFMT_NB_IF (BCLK 正常模式， LRCK 翻轉(zhuǎn)模式)
3: SND_SOC_DAIFMT_IB_NF (BCLK 翻轉(zhuǎn)模式， LRCK 正常模式)
4: SND_SOC_DAIFMT_IB_IF (BCLK 翻轉(zhuǎn)模式， LRCK 翻轉(zhuǎn)模式)

分頻系數(shù)求取方法
LRCLK同步時(shí)鐘分頻系數(shù)、位時(shí)鐘分頻系數(shù)BCLK_DIV計(jì)算方法如下所示：

公式1：LRCLK同步時(shí)鐘分頻系數(shù) = PLL/采樣率
公式2：對(duì)于PCM模式：位時(shí)鐘分頻系數(shù)BCLK_DIV= PLL/采樣率/pcm_lrck_period
公式3：對(duì)于I2S模式：位時(shí)鐘分頻系數(shù)BCLK_DIV= PLL/采樣率/pcm_lrck_period * 2

由公式1可知，分頻系數(shù)除了與采樣率、pcm_lrck_period有關(guān)外，還與PLL時(shí)鐘有關(guān)。通過時(shí)鐘樹獲取I2S/PCM的父時(shí)鐘PLL的大小，獲取方法與關(guān)鍵信息如下：

#mount -t debugfs none /sys/kernel/debug/
#cat /sys/kernel/debug/clk/clk_summary
 pll_audiox4                           7            7    90316800          0 0
    codec_dac_1x                       1            1    22579200          0 0
    i2s2                               2            2    22579200          0 0
    i2s1                               1            1    22579200          0 0
    codec_4x                           0            0    90316800          0 0
    dmic                               0            0    90316800          0 0
    spdif                              0            0    90316800          0 0
    i2s3                               0            0    90316800          0 0
    i2s0                               0            0    90316800          0 0
    pll_audiox2                        0            0    45158400          0 0
    pll_audio                          2            2    22579200          0 0
    pll_audiox8                        0            0   180633600          0 0

pll_audiox4的PLL 時(shí)鐘大小為90316800。根據(jù)公式1，PLL除以采樣率16000，得到同步時(shí)鐘的分頻系數(shù)clk_div；聲卡是PCM模式，借助公式2計(jì)算BCLK_DIV= PLL÷（16000*pcm_lrck_period）= 176.

查找源碼或者規(guī)格書來確認(rèn)分頻是否在其范圍內(nèi):

#BCLK_DIV分頻系數(shù)取值范圍為1、2、4、6、8、12、16、24、32、48、64、96、128、176、192....

image.png

對(duì)于PCM模式，pcm_lrck_period （0x20）表示一個(gè) LRCK 中BCLK的個(gè)數(shù)，配置中為32 。對(duì)于I2S模式，pcm_lrck_period表示半個(gè)LRCK 中BCLK的個(gè)數(shù)。該字段調(diào)整可配置為 16/32/64/128/256 個(gè) bclk。
配置設(shè)備樹時(shí)，可以適當(dāng)增大pcm_lrck_period，增大該字段后slot個(gè)數(shù)會(huì)增多，該模塊的有效數(shù)據(jù)在第一個(gè)slot，其他slot并不影響數(shù)據(jù)通信。

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聲卡i2s支持各種模式

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I2S 標(biāo)準(zhǔn)模式 :

I2S 左對(duì)齊協(xié)議 :

I2S 右對(duì)齊協(xié)議 :

I2S 的 TDM 模式 :

I2S 標(biāo)準(zhǔn) _TDM ：

I2S 左對(duì)齊 _TDM ：

I2S 右對(duì)齊 _TDM ：

I2S 的 PCM 模式 :

PCM短針配置實(shí)例（R818_Linux&RTL8821c）：

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I2S 的 TDM 模式 :

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I2S 的 PCM 模式 :

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