أنا 2 جنوب

يُعدّ ناقل الصوت بين الدوائر المتكاملة ( I²S أو I2S أو IIS ) ناقلاً تسلسلياً لنقل الصوت الرقمي ثنائي القنوات بتقنية تعديل رمز النبض (PCM) بين مكونات الدوائر المتكاملة (IC) في الأجهزة الإلكترونية. يفصل ناقل I²S إشارات الساعة عن إشارات البيانات التسلسلية، مما يُنتج أجهزة استقبال أبسط من تلك المطلوبة لأنظمة الاتصالات غير المتزامنة التي تحتاج إلى استعادة إشارة الساعة من تدفق البيانات.

على الرغم من تشابه الاسم، فإن I²S لا علاقة لها بـ I²C .

تاريخ

تم تقديم معيار البروتوكول في عام 1986 من قبل شركة فيليبس لأشباه الموصلات (الآن شركة إن إكس بي لأشباه الموصلات ) وتمت مراجعته لأول مرة في 5 يونيو 1996. [ 1 ] تمت مراجعة المعيار آخر مرة في 17 فبراير 2022 وتم تحديث مصطلحات "الرئيسي" و "التابع" إلى "المتحكم" و "الهدف" . [ 2 ]

تفاصيل

مخطط توقيت I²S

كما هو موضح في الرسم التخطيطي، يتطلب البروتوكول الأسطر التالية:

  • ساعة التسلسل ( SCK[ 1 ] والمعروفة أيضًا باسم ساعة البت (BCLK). [ 3 ]
  • تحديد الكلمة ( WS[ 1 ] والمعروف أيضًا باسم ساعة اليسار-اليمين (LRCLK) [ 3 ] أو مزامنة الإطار (FS). [ 4 ] 0 = القناة اليسرى، 1 = القناة اليمنى [ 1 ]
  • البيانات التسلسلية ( SD[ 1 ] المعروفة أيضًا باسم SDATA، SDIN، SDOUT، DACDAT، ADCDAT [ 3 ]

قد يتضمن البروتوكول أيضًا الأسطر التالية:

  • الساعة الرئيسية (عادة 256 × LRCLK)؛ ليست جزءًا من المعيار، [ 5 ] ولكنها تُدرج عادةً لمزامنة التشغيل الداخلي للمحولات التناظرية/الرقمية [ 4 ] [ 6 ]
  • خط بيانات متعدد الإرسال للتحميل

تُصدر ساعة البت نبضة واحدة لكل بت منفصل من البيانات على خطوط البيانات. تردد ساعة البت هو حاصل ضرب معدل أخذ العينات ، وعدد البتات لكل قناة، وعدد القنوات. على سبيل المثال،  يكون تردد ساعة البت في قرص صوتي مضغوط (CD Audio) بتردد أخذ عينات 44.1 كيلوهرتز، ودقة 16 بت، وقناتين (ستيريو) كالتالي:

44.1 كيلوهرتز × 16 × 2 = 1.4112 ميجاهرتز

تُعلم ساعة اختيار الكلمة الجهازَ ما إذا كانت القناة 1 (WS = 0) أو القناة 2 (WS = 1) هي التي يتم إرسالها حاليًا، لأن بروتوكول I²S يسمح بإرسال قناتين على خط البيانات نفسه. وهي إشارة دورة تشغيل بنسبة 50% ولها نفس تردد أخذ العينات. بالنسبة للمواد الصوتية الاستريو، تنص مواصفات I²S على أن الصوت الأيسر يُرسل عند انخفاض دورة ساعة اختيار الكلمة، بينما تُرسل القناة اليمنى عند ارتفاعها. وعادةً ما تتم مزامنتها مع الحافة الهابطة لساعة التسلسل، حيث تُخزن البيانات عند الحافة الصاعدة. [ 1 ] تتغير ساعة اختيار الكلمة دورة ساعة واحدة قبل إرسال البت الأكثر أهمية (MSB). وهذا يُمكّن، على سبيل المثال، جهاز الاستقبال من تخزين الكلمة السابقة ومسح المدخل للكلمة التالية. [ 1 ]

تُوقّع البيانات وتُشفّر بنظام المتمم الثنائي ، حيث تُكتب البتة الأكثر أهمية (MSB ) أولاً . [ 1 ] وهذا يسمح بأن يكون عدد البتات في كل إطار عشوائيًا، دون الحاجة إلى أي تفاوض بين المرسل والمستقبل. [ 1 ]

كوصلة صوتية

في أجهزة الصوت، يُستخدم بروتوكول I²S أحيانًا كوصلة خارجية بين مشغل الأقراص المدمجة أو جهاز بث الصوت الرقمي ومحول رقمي تناظري خارجي، بدلاً من كونه وصلة داخلية بحتة داخل جهاز التشغيل نفسه. وقد يُشكل هذا بديلاً لمعايير AES/EBU أو Toslink أو S/PDIF الشائعة الاستخدام .

لم يُصمم اتصال I²S للاستخدام عبر الكابلات، ومعظم الدوائر المتكاملة لا تمتلك المعاوقة المناسبة للكابلات المحورية. ونظرًا لأن خطأ تكييف المعاوقة الناتج عن اختلاف أطوال الخطوط قد يُسبب اختلافات في زمن التأخير بين خط الساعة وخط البيانات، فقد يؤدي ذلك إلى مشاكل في التزامن بين إشارات SCK وWS والبيانات، خاصةً عند ترددات أخذ العينات ومعدلات البت العالية. ولأن ناقل I²S لا يحتوي على آلية لكشف الأخطاء، فقد يتسبب ذلك في أخطاء كبيرة في فك التشفير.

لا يوجد كابل توصيل قياسي لهذا التطبيق. بعض الشركات المصنعة توفر ثلاثة موصلات BNC ، أو مقبس 8P8C (RJ45) ، أو موصل DE-9 . بينما استخدمت شركات أخرى، مثل Audio Alchemy (التي توقفت عن العمل)، موصلات DIN . أما PS Audio وMusica Pristina وWyred4Sound فتستخدم موصل HDMI . [ 7 ] وقد قامت شركة Van Medevoort الهولندية بتطبيق تقنية Q-link في بعض أجهزتها، والتي تنقل بيانات I²S عبر أربعة موصلات RCA (بيانات، MCK، LRCK، BCK).

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 "مواصفات I²S" (ملف PDF) . شركة فيليبس لأشباه الموصلات. 5 يونيو 1996. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) في 2 يناير 2007.
  2. "مواصفات ناقل I2S الخاص بـ UM11732" (ملف PDF) . NXP . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مارس 2022 .
  3. 1 2 3 لويس، جيراد (يناير 2012). "المقال التقني MS-2275: واجهات رقمية مشتركة بين الدوائر المتكاملة لنقل بيانات الصوت" (ملف PDF) . شركة Analog Devices.
  4. 1 2 "MCLK في بروتوكول الصوت I2S" . electronics.stackexchange.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 نوفمبر 2016. مصدر إشارة الساعة لمعدِّلات دلتا-سيجما والمرشحات الرقمية. ... وهي إشارة الساعة التي يستخدمها مُشفِّر الصوت ... لتوقيت و/أو تشغيل عملياته الداخلية.
  5. "مصادر ساعة PCM1781 (أو أي محول رقمي تناظري I2S) - منتدى محولات الصوت - محولات الصوت - مجتمع TI E2E" . e2e.ti.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 نوفمبر 2016. صحيح أن ساعة المُعدِّل الرئيسية ليست جزءًا من معيار I2S.
  6. أربونا، خورخي (سبتمبر 2010). "تقرير التطبيق SLAA469: تكوينات واجهة الصوت التسلسلية لبرامج ترميز الصوت" (PDF) . تتطلب محولات الصوت القائمة على بنية دلتا-سيجما (ΔΣ) ساعة رئيسية داخلية تعمل بتردد أسرع بكثير من معدل أخذ العينات المستهدف.
  7. ماكجوان، بول (2010-04-02). "معايير I2S من PS Audio" . diyAudio . تم ​​الاسترجاع في 2022-09-11 .