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| タイプ | シリアル通信 バス | ||
|---|---|---|---|
| 生産履歴 | |||
| デザイナー | フィリップス・セミコンダクター（現在はNXPセミコンダクターズとして知られている） | ||
| 設計 | 1986年 | ||
| データ | |||
| データ信号 | プッシュプル | ||
| 幅 |
1 データライン (SD) + 2 クロックライン (SCK、WS) | ||
| プロトコル | シリアル | ||
Inter-Integrated Circuit Sound ( I²S、発音は「アイスクエアードエス」[要出典] ) は、電子デバイスの集積回路(IC) コンポーネント間で2 チャンネルのデジタルオーディオをパルスコード変調(PCM)として送信するためのシリアルインターフェイスプロトコルです。I²S バスはクロックとシリアルデータ信号を分離するため、データストリームからクロックを回復する必要がある非同期通信システムに必要なものよりも受信機が簡単になります。また、I²S はI2S (発音はアイツーエス) またはIIS (発音はアイアイエス) と綴られます。名前は似ていますが、I²S はI²Cとは無関係です。
歴史
このプロトコル規格は、1986年にフィリップスセミコンダクター（現NXPセミコンダクター）によって導入され、1996年6月5日に初めて改訂されました。 [1]この規格は2022年2月17日に最後に改訂され、マスターとスレーブという用語がコントローラーとターゲットに更新されました。[2]
詳細
図に示すように、プロトコルには次の行が必要です。
- シリアルクロック（SCK）[1]、別名ビットクロック（BCLK）。[3]
- ワード選択（WS）[1]別名左右クロック（LRCLK）[3]またはフレーム同期（FS）。[4] 0 = 左チャネル、1 = 右チャネル[1]
- シリアル データ ( SD )、[1]別名 SDATA、SDIN、SDOUT、DACDAT、ADCDAT [3]
プロトコルには次の行も含まれる場合があります。
- マスタークロック（通常は256 x LRCLK）; 標準の一部ではないが[5]、アナログ/デジタルコンバータの内部動作を同期させるために一般的に含まれます[4] [6]
- アップロード用の多重化データライン
ビット クロックは、データ ライン上のデータの各離散ビットごとに 1 回パルスを発します。ビット クロック周波数は、サンプル レート、チャネルあたりのビット数、およびチャネル数の積です。たとえば、サンプル周波数が 44.1 kHz、精度が 16 ビット、チャネルが 2 つ (ステレオ) の CD オーディオのビット クロック周波数は次のようになります。
- 44.1kHz × 16 × 2 = 1.4112MHz
ワード選択クロックは、デバイスに、現在送信されているのがチャネル 1 (WS = 0) かチャネル 2 (WS = 1) かを伝えます。これは、I²S では 2 つのチャネルを同じデータ ラインで送信できるためです。これは、サンプル周波数と同じ周波数を持つ 50% デューティ サイクル信号です。ステレオ素材の場合、I²S 仕様では、左のオーディオはワード選択クロックの低サイクルで送信され、右のチャネルは高サイクルで送信されると規定されています。これは通常、シリアル クロックの立ち下がりエッジに同期され、データは立ち上がりエッジでラッチされます。[1]ワード選択クロックは、MSB が送信される前に 1 ビット クロック周期変更されます。これにより、たとえば、受信機は前のワードを保存し、次のワードのために入力をクリアできます。[1]
データは、MSB（最上位ビット）を先頭にして2の補数として符号化され、符号が付けられます。[1] これにより、フレームあたりのビット数を任意に設定でき、送信側と受信側の間でネゴシエーションを行う必要はありません。[1]
オーディオインターコネクトとして
オーディオ機器では、I²S は、1 つのプレーヤー ボックス内の純粋な内部接続ではなく、CD プレーヤーまたはデジタル オーディオ ストリーミング デバイスと外部のデジタル/アナログ コンバーターとの間の外部リンクとして使用されることがあります。これは、一般的に使用されているAES/EBU、Toslink、またはS/PDIF標準の代替となる場合があります。
I²S 接続はケーブル経由での使用を想定しておらず、ほとんどの集積回路は同軸ケーブルに適したインピーダンスを持っていません。異なるライン長に関連するインピーダンス適応エラーにより、クロック ラインとデータ ライン間の伝播遅延に差が生じる可能性があるため、主に高サンプリング周波数とビットレートで、SCK、WS、およびデータ信号間の同期の問題が発生する可能性があります。I²S バスにはエラー検出メカニズムがないため、重大なデコード エラーが発生する可能性があります。
このアプリケーションには標準的な相互接続ケーブルはありません。一部のメーカーは、3つのBNCコネクタ、8P8C（「RJ45」）ソケット、またはDE-9コネクタを提供するだけです。Audio Alchemy（現在は廃止）などの他のメーカーはDINコネクタを使用しています。PS Audio、Musica Pristina、Wyred4SoundはHDMIコネクタを使用しています。[7]オランダのメーカーVan Medevoortは、一部の機器にQ-linkを実装しており、4つのRCAコネクタ（データ、MCK、LRCK、BCK）を介してI²Sを転送します。
参照
- シリアル周辺機器インターフェース – 同期シリアル通信インターフェース
- S/PDIF – 標準化されたデジタルオーディオインターフェース
- 時分割多重化 – デジタル信号の多重化技術
参考文献
- ^ abcdefghi 「I²S 仕様」(PDF) 。Philips Semiconductors。1996 年 6 月 5 日。2007年 1 月 2 日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
- ^ 「UM11732 I2Sバス仕様」(PDF) . NXP . 2022年3月19日閲覧。
- ^ abc Lewis, Jerad (2012 年 1 月)。「技術記事 MS-2275: オーディオ データ転送用の共通 IC 間デジタル インターフェイス」(PDF)。Analog Devices, Inc.
- ^ ab "I2S オーディオ プロトコルの MCLK" 。electronics.stackexchange.com。2016年 11 月 4 日閲覧。
デルタ シグマ モジュレータとデジタル フィルタのクロック ソース。... これは、オーディオ コーデックが内部動作のタイミングを計ったり駆動したりするために使用されるクロックです。
- ^ 「PCM1781 (または任意の I2S DAC) クロック ソース - オーディオ コンバータ フォーラム - オーディオ コンバータ - TI E2E コミュニティ」。e2e.ti.com。2016年11 月 4 日取得。
確かに、マスター (変調器) クロックは I2S 標準の一部ではありません。
- ^ Arbona, Jorge (2010 年 9 月)。「アプリケーション レポート SLAA469 オーディオ コーデックのオーディオ シリアル インターフェイス構成」(PDF)。
デルタ シグマ (ΔΣ) アーキテクチャに基づくオーディオ コンバータには、ターゲット サンプル レートよりもはるかに高速なレートで動作する内部マスター クロックが必要です。
- ^ McGowan, Paul (2010-04-02). 「PS Audio の I2S 規格」. diyAudio . 2022 年 9 月 11 日閲覧。
外部リンク
- I²S 仕様 - Philips/NXP
- I²S と STM32F4 スライド - オーバーン大学
- オーディオデータ転送用の共通 IC 間デジタルインターフェース、PDF アーカイブ済み 2014-09-12 at the Wayback Machine