嵌入式系统中I2S总线数据通信的软件模拟

　　根据MS6336的I2S总线格式以及数据发送流程，软件模拟I2S总线的步骤如下：

　　① 根据语音数据采样率及采样位数计算得到SCK的值和WS的值（WS的值等于采样频率）。

系统采样率为44.1 kHz，则SCK=2×44.1 kHz×103×16=1 411 200 Hz，WS=44 100 Hz。1个SCK时钟周期T=1/SCK=07 μs。采用延时程序模拟SCK时钟周期需要应用示波器来精确延时时间。本系统中一个SCK周期的延时为delayI2S(2)。

　　② 将WS、BCK和DATA均置为高电平。

　　③ 选择左右声道。首先发送左声道数据，将WS置低（若发送右声道数据则将WS置高）。

　　for(ChannelCnt=0;ChannelCnt2;ChannelCnt++){//双声道选择播放

　　if(ChannelCnt==0){//左声道选择信号为低电平

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

　　}

　　else{//右声道选择信号为高电平

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

　　}

　　……

　　}

　　④ 选择高低字节。将左声道数据以高低字节的顺序发送，在发送高字节第1位数据之前先发送1个周期的串行时钟。

　　for(HorLCnt=0;HorLCnt2;HorLCnt++){//声道数据高低字节选择

　　if(ChannelCnt==0){//左声道

　　if(HorLCnt==0){//高字节

　　c=*(SampleData+1);//SampleData指向音频数据缓冲区首地址，即左声道低字节

　　delayI2S(2);//发送第一个数据位之前需要延迟一个位时钟周期

　　}

　　else{//低字节

　　c=*SampleData;

　　}

　　}

　　……

　　}

　　⑤ 开始传输音频数据（音频数据的传输在SCK下降沿准备数据，在SCK的上升沿发

　　送给数据接收端）。将采样点左声道数据的高字节最高位送给SD，设置SCK为低电平，此时为SCK的下降沿，数据准备好。延时半个SCK周期以后将SCK置为高电平，此时SD线上的数据发送给数据接收端，延时半个SCK周期。依次将左声道剩余位数据按照最高位的方式发送出去。

　　for(BitCnt=0;BitCnt8;BitCnt++){//1次传送的数据长度为8位,先传送高字节再传送低字节置时钟线SCK为低，开始准备数据位

　　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); //延时半个SCK时钟周期置时钟线为高，开始传输数据位

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

　　delayI2S(1);//延时半个时钟周期

　　}

　　⑥ 当将1个采样点的左声道的数据发送完以后，延时2个SCK周期，然后发送右声道的数据（同左声道数据的发送过程）。

　　根据以上的过程对每个采样点的数据进行处理，就可以实现通过软件模拟I2S总线传输音频数据了。以上实现的是典型I2S时序模拟，而左对齐和右对齐2种格式只是时序稍有差异，模拟实现过程同典型I2S总线模拟实现过程基本相同。

　　结语

　　在以太网数字语音广播系统中应用软件模拟实现I2S总线时序，能够成功地实现语音信号的数据传输，实现语音信号的实时广播，表明了软件模拟实现I2S总线的可行性，为解决不支持I2S总线的MCU和各种I2S总线设备间的通信提供了一种可行的方法。但是，在应用软件模拟实现I2S的以太网数字语音广播系统实时播放语音信号时，存在一些噪声，表明在采用软件模拟实现I2S的时序精确性上存在一些欠缺。