中心議題：

• 音頻接口PCM規格
• 音頻接口I2S規格
• 音頻接口AC’97/AC-Link規格
• 音頻接口Azalia規格和MIPI規格

針對不同的數字音頻子係統，催生出幾種微處理器或DSP（數字信號處理器）與音頻器件間用於數字轉換的接口。受係統實際性能的限製，通常情況下接口的選擇取決於音頻通道數目、數(shu)據(ju)處(chu)理(li)及(ji)采(cai)樣(yang)率(lv)等(deng)參(can)數(shu)。對(dui)便(bian)攜(xie)式(shi)係(xi)統(tong)來(lai)說(shuo)，功(gong)率(lv)耗(hao)散(san)與(yu)物(wu)理(li)器(qi)件(jian)的(de)尺(chi)寸(cun)通(tong)常(chang)是(shi)同(tong)等(deng)重(zhong)要(yao)的(de)。本(ben)文(wen)將(jiang)介(jie)紹(shao)目(mu)前(qian)市(shi)場(chang)中(zhong)存(cun)在(zai)的(de)幾(ji)種(zhong)音(yin)頻(pin)接(jie)口(kou)規(gui)格(ge)。

PCM規格

最簡單的音頻接口之一是所謂的PCM（脈衝編碼調製）接口。嚴格地說
，所有數字信號進行傳輸都要經過PCM
，並且需要仔細參照用於數字電話的單聲道機製。PCM接口由時鍾脈衝（BCLK）、幀同步信號（FS）及數據隊列組成，每個PCM對應一個將要接收或將要發送的數據。

在FS信號的上升沿，數據傳輸從MSB（Most SignificantBit）字開始，FS頻率等於采樣率。FS信號之後開始數據字的傳輸
，單個的數據位按順序進行傳輸，1個時鍾周期傳輸1個數據字。發送MSB時

，信號的等級首先降到最低，以避免在不同終端的接口使用不同的數據方案時造成MSB的丟失。除了在應用中正在衰落的RJ（Right- justified）格式外
，目前這種方法已經用於大部分音頻接口中。

PCM接口很容易實現
，原則上能夠支持任何數據方案和任何采樣率，但需要每個音頻通道獲得一個獨立的數據隊列
，這種屬性會使PCM在數字電話等初級目標應用係統中成為極受歡迎的選擇。

I2S規格

I2S接口（Inter-IC Sound）在20世紀80年代首先被飛利浦用於消費音頻
，並在一個稱為LRCLK（Left/RightCLOCK）的信號機製中經過多路轉換，將兩路音頻信號成單一的數據隊列。當LRCLK為高時，左聲道數據被傳輸；LRCLK為低時，右聲道數據被傳輸。與PCM相比，I2S更適合於立體聲係統。對於多通道係統，在同樣的BCLK和LRCLK條件下
，並行執行幾個數據隊列也是可能的。

然而，便攜式係統中的Hi-Fi音頻要求高於立體聲。首先
，更複雜的音頻IC通常通過寫入內部寄存器而得到控製。由於I2S、PCM和類似的音頻接口不能提供寄存器入口，因此需要獨立的控製接口

，如在控製器上增加音頻IC的管腳數目。第二

，在不同采樣率下執行音頻的能力很關鍵，44.1kHz（音頻CD 的標準頻率）和48kHz（計算機音頻標準頻率）都是應用非常廣泛的頻率。

對I2S和它的衍生係列而言
，係統要麼在不同的頻率下產生Low-jitterBCLK和LRCLK（在PCM情況下也可以是FS），要麼在軟件環境中將所有的音頻流轉換成單一的采樣率。第一種情況要求至少有一個模擬鎖相環（PLL）helianggetongbufankui，bingzaibutongpinlvshangjinxingjilu。erqiezaipinggujiekoudegongxiaoshi，bixujiangzengjiadegonghaojisuanzainei。dierzhongqingkuangsuiranjiaqianglejisuannengli，danyeshichuliqidegonghaoxianzhuzengjia。erqiedangzhegechuliqitongshizhixingyonghuyingyongchengxushi，zhenggexitongyunxingsuduhuibianman
，zaiyinpindakaishishenzhitingzhiyunxing。

現在越來越多的消費者希望從數碼相機、數碼攝像機、MP3播放器、手提DVD機、便攜式多媒體播放器及多媒體處理器中獲取更好的聽覺效果和更多的功能。歐勝公司為此擴大了解碼器的工作範圍
，近期推出的WM897x係統I2S音頻協議不但提高了係統的集成度
，也提高了係統的音頻質量。

以立體聲WM8980及單聲道WM8982為例，可以通過屏幕顯示直接與電視機相連。在便攜式係統中，與高質量的音頻功能相同的視頻功能需要額外的視頻功放來實現，WM8978係統就是對2004年10月推出的WM8974係統的全麵立體聲功能的升級。

三款產品以DSP微處理器為內核，可將風聲等過濾
，來提高音頻係統的錄音功能
，特別是在可視化係統中的作用更明顯。另外，新產品還采用了5波段與3D音頻係統的均衡來提高音頻輸出以及可編程阻態濾波器消除噪聲。這些係統通常也支持時鍾頻率在12MHz～19MHz的麥克風及手機喇叭的驅動部分，可進一步減少產品中元器件的數量。為滿足高質量音頻喇叭以及壓電型喇叭的功耗可以達到900mW，數字式錄音回放限製器防止喇叭的過量輸出，三款解碼器產品的模擬部分需要的供電電壓低達2.5V，數字部分的供電電壓低達1.6V。
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隨著移動產品需求的急劇增加
，通過把兩種接口技術應用於一體，可以將簡單的傳輸單聲道音頻的形式與諸如Hi-Fi功能的可拓展標準相融合，這種結合方式大大提高了電池的使用壽命，並可以整合資源，比如在MP3回放時可以輕鬆地處理來電。

WM8753L將IIS協議中的立體聲Hi-Fi模數轉換器與獨立的單聲道PCM數模轉換技術集成在一個芯片中，並且具有IIS協議及PCM接口都具備的數模轉換功能，這就使得MP3
、對話及其他音頻功能可以共同工作。

MAX8753L是少數融合了PCM/Hi-Fi功能的模擬部分工作電壓低於1.8V、數字部分工作電壓低於1.42V的解碼器。在1.8V的工作電壓下
，解碼器在進行立體聲回放時最低功耗是7mW
，在PCM工作狀態的最低功耗小於6mW。該係統集成了為連接不同擴音器的雙接口技術
，其中包括喇叭、耳機以及聽筒的驅動部分。外部器件已經不再需要分離的耳機或者耳機放大器部分，cap-less接口方式可以連接所有負載。嵌入式數字信號處理係統可以對音調
、低音強化、自動調整耳機音量或模/數轉換器進行控製。這兩種模數轉換方式能夠對雙DSP係統進行噪音消除或進行立體聲的存儲。

在主時鍾頻率為12MHz～24MHz的具有USB接口的係統、19.2MHz的移動係統以及標準的256fs比率12.288MHz及 24.576MHz的係統中
，WM8753LHi-Fi模數轉換器既可以作為控製部分，也可以作為被控部分。其內部的縮相環係統可以產生滿足PCM及Hi -Fi轉換所需要的時鍾頻率。如果音頻係統中需要的時鍾頻率已經存在，鎖相環可以用作其他的用途。

AC’97/AC-Link規格

AC’97（音頻編碼1997）標準是Intel公司為計算機音頻而指定的。與PCM和I2S不同
，AC’97不隻是一種數據格式，用於音頻編碼的內部架構規格，它還具有控製功能。眾所周知的AC-Link接口包括位時鍾（BITCLK）、同步信號校正（SYNC）和從編碼到處理器及從處理器中解碼（SDATDIN與SDATAOUT）的數據隊列。AC’97數據幀以SYNC脈衝開始


，包括12個20位時間段（時間段為標準中定義的不同的目的服務）及16位“tag”段
，共計256個數據序列。例如，時間段“1”和“2”用於訪問編碼的控製寄存器，而時間段“3”和“4”分別負載左
、右兩個音頻通道。“tag”段表示其他段中哪一個包含有效數據。把幀分成時間段使傳輸控製信號和僅通過4根線到達9個音頻通道或轉換成其他數據流成為可能。與具有分離控製接口的I2S方案相比，AC’97明顯減少了整體管腳數。

例如在44.1kHz頻段上播放音頻，在超過12幀的一幀處各個時間段被標記為無效，有效數據點通過編碼器中的D/A轉換器被均勻地分布到每個時間段形成低失真模擬信號，這種方法與PLL或有采樣率轉換的情況相比具有相當少的功耗。

AC’97的複雜度在於更高的門數和接口本身的功耗，通過係統級措施
，如內置多速率電源，AC’97的功耗仍比較大
，因此AC’97適合於使用不止一個采樣率的複雜係統，如電話機和多媒體PDA。其固有的20位數據解決方案和最高48kHz的采樣率在便攜式應用中是非常難得的，這些應用中電池的壽命和小尺寸與音頻質量同樣重要。

與I2S不同的是，AC’97在傳輸無音頻附加數據碼時具有特有的帶寬及傳輸協議。因此，當AC’97係統使用時就不需要再增加額外的數字式觸摸屏。歐勝公司已經利用這特點為諸如WM9712的係統提供了集成的觸摸屏接口技術、片內顯示驅動技術、高保真立體聲技術、聲音及鈴音管理技術。筆寫檢測以及壓力檢測能力可以利用一個4管腳AC-link總線及數據接口實現音頻係統與PDA便攜式係統的數據傳輸。

從盡可能增加電池的使用壽命方麵考慮，這種將AC’97及PCM係統集成在微型PC機、掌上電腦及智能手機中的情況類似於I2S/PCS係統。歐勝公司的WM9713產品在WM9712基礎上增加了一個音頻解碼器用來進行手機對話管理，以盡可能地延長電池的使用壽命。

Azalia規格進入計算機和消費者音頻中

在計算機和消費音頻中，AC’97規格正被近來由Intel發展起來的Azalia規格所代替。這種新的標準是對AC’97規格的加強，它包括32位解決方案、高達192kHz的采樣率，能夠靈活地配置輸入/輸出管腳和接到插座傳感器上的耳機、激活插入單個插座中的揚聲器。另外，使用27.576kHz （是AC’97的兩倍）的位時鍾引起的額外功耗是延長電池壽命的一大障礙。因此
，如果不考慮在其他市場進行發展，Azalia在便攜應用中成為主流的機會很小。

MIPI正推動音頻接口規格發展

移動工業聯盟（MIPI）正針對LML（Low-Speed、Multi-dropLink）下一代移動電話推動第一種音頻接口規格的發展。盡管這種開放式規格還處於初級階段，卻很有可能用較少的管腳數將音頻接口、控製接口集成在一起。這與目前可以使用的任何一種規格有所不同，正逐漸被IC業主認可和采納。