嵌入式系統(tǒng)中I2S總線數(shù)據(jù)通信的軟件模擬

　　根據(jù)MS6336的I2S總線格式以及數(shù)據(jù)發(fā)送流程，軟件模擬I2S總線的步驟如下：

　　① 根據(jù)語音數(shù)據(jù)采樣率及采樣位數(shù)計算得到SCK的值和WS的值（WS的值等于采樣頻率）。

　　系統(tǒng)采樣率為44.1 kHz，則SCK=2×44.1 kHz×103×16=1 411 200 Hz，WS=44 100 Hz。1個SCK時鐘周期T=1/SCK=07 μs。采用延時程序模擬SCK時鐘周期需要應(yīng)用示波器來精確延時時間。本系統(tǒng)中一個SCK周期的延時為delayI2S(2)。

　?、?將WS、BCK和DATA均置為高電平。

　　③ 選擇左右聲道。首先發(fā)送左聲道數(shù)據(jù)，將WS置低（若發(fā)送右聲道數(shù)據(jù)則將WS置高）。

　　for(ChannelCnt=0;ChannelCnt2;ChannelCnt++){//雙聲道選擇播放

　　if(ChannelCnt==0){//左聲道選擇信號為低電平

　　HWREG(GPIO_PORTA_BASE + (GPIO_O_DATA + (I2S_WS 2))) = ～I2S_WS;

　　}

　　else{//右聲道選擇信號為高電平

　　HWREG(GPIO_PORTA_BASE + (GPIO_O_DATA + (I2S_WS 2))) = I2S_WS;

　　}

　　……

　　}

　?、?選擇高低字節(jié)。將左聲道數(shù)據(jù)以高低字節(jié)的順序發(fā)送，在發(fā)送高字節(jié)第1位數(shù)據(jù)之前先發(fā)送1個周期的串行時鐘。

　　for(HorLCnt=0;HorLCnt2;HorLCnt++){//聲道數(shù)據(jù)高低字節(jié)選擇

　　if(ChannelCnt==0){//左聲道

　　if(HorLCnt==0){//高字節(jié)

　　c=*(SampleData+1);//SampleData指向音頻數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首地址，即左聲道低字節(jié)

　　delayI2S(2);//發(fā)送第一個數(shù)據(jù)位之前需要延遲一個位時鐘周期

　　}

　　else{//低字節(jié)

　　c=*SampleData;

　　}

　　}

　　……

　　}

　?、?開始傳輸音頻數(shù)據(jù)（音頻數(shù)據(jù)的傳輸在SCK下降沿準備數(shù)據(jù)，在SCK的上升沿發(fā)

　　送給數(shù)據(jù)接收端）。將采樣點左聲道數(shù)據(jù)的高字節(jié)最高位送給SD，設(shè)置SCK為低電平，此時為SCK的下降沿，數(shù)據(jù)準備好。延時半個SCK周期以后將SCK置為高電平，此時SD線上的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)接收端，延時半個SCK周期。依次將左聲道剩余位數(shù)據(jù)按照最高位的方式發(fā)送出去。

　　for(BitCnt=0;BitCnt8;BitCnt++){//1次傳送的數(shù)據(jù)長度為8位,先傳送高字節(jié)再傳送低字節(jié)置時鐘線SCK為低，開始準備數(shù)據(jù)位

　　HWREG(GPIO_PORTA_BASE + (GPIO_O_DATA + (I2S_BCK 2))) = ～I2S_BCK;

　　if((cBitCnt)0x80) {

　　HWREG(GPIO_PORTA_BASE + (GPIO_O_DATA + (I2S_DATA 2))) = I2S_DATA;

　　}

　　else{

　　HWREG(GPIO_PORTA_BASE + (GPIO_O_DATA + (I2S_DATA 2))) = ～I2S_DATA;

　　}

　　delayI2S(1); //延時半個SCK時鐘周期置時鐘線為高，開始傳輸數(shù)據(jù)位

　　HWREG(GPIO_PORTA_BASE + (GPIO_O_DATA + (I2S_BCK 2))) = I2S_BCK;

　　delayI2S(1);//延時半個時鐘周期

　　}

　?、?當將1個采樣點的左聲道的數(shù)據(jù)發(fā)送完以后，延時2個SCK周期，然后發(fā)送右聲道的數(shù)據(jù)（同左聲道數(shù)據(jù)的發(fā)送過程）。

　　根據(jù)以上的過程對每個采樣點的數(shù)據(jù)進行處理，就可以實現(xiàn)通過軟件模擬I2S總線傳輸音頻數(shù)據(jù)了。以上實現(xiàn)的是典型I2S時序模擬，而左對齊和右對齊2種格式只是時序稍有差異，模擬實現(xiàn)過程同典型I2S總線模擬實現(xiàn)過程基本相同。

　　結(jié)語

　　在以太網(wǎng)數(shù)字語音廣播系統(tǒng)中應(yīng)用軟件模擬實現(xiàn)I2S總線時序，能夠成功地實現(xiàn)語音信號的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)語音信號的實時廣播，表明了軟件模擬實現(xiàn)I2S總線的可行性，為解決不支持I2S總線的MCU和各種I2S總線設(shè)備間的通信提供了一種可行的方法。但是，在應(yīng)用軟件模擬實現(xiàn)I2S的以太網(wǎng)數(shù)字語音廣播系統(tǒng)實時播放語音信號時，存在一些噪聲，表明在采用軟件模擬實現(xiàn)I2S的時序精確性上存在一些欠缺。