I2S协议才是数播与解码的归宿

hastonoon5973

一、I2S介绍

I2S(Inter—IC Sound)总线, 又称 集成电路内置音频总线，是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准，该总线专门用于音频设备之间的数据传输，广泛应用于各种多媒体系统。它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计，通过将数据和时钟信号分离，避免了因时差诱发的失真，为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。

二、I2S特点

1、支持全双工/半双工

2、支持主/从模式

3、和PCM相比，I2S更适合立体声系统。当然，I2S的变体也支持多通道的时分复用，因此可以支持多声道。

I2S主要有三个信号

1、串行始终SCLK，也叫位始终（BCLK），对应数字音频的每一位数据，SCLK都有一个脉冲。SCLK的频率=2 * 采样频率 * 采样位深。

2、帧时钟LRCK（也称WS），用于切换左右声道的数据。LRCK为‘1’表示传输右声道数据，为“0”则是左声道。LRCK的频率 = 采样频率

3、串行数据（SDATA），就是用二进制补码表示的音频数据，（MSB ---> LSB：数据由高位到低位依次传输）

4、一般还有MCLK，主时钟。

boxerlc

sirumcz 发表于 2022-6-25 13:50
很好奇一件事，只是想跟你探讨探讨，高码率768和384这类的，和正常的24/96, 24/192的码率之间的声音上你 ...

现在常见的基于AKM或者ESS解码内部都会有个环节把输入信号升频到768Khz，这个环节除非你使用NOS模式，基本是不可避免的。现在大部分音源都是44.1KHz，使用HQPlayer升频到768Khz再输入到解码的话，可以跳过解码内部的低质量升频滤波器，提升效果是非常明显的，基本上是一耳朵就能听出来。比换线什么的明显得多。如果原始采样率是96K或者192K的话，需要的升频倍数降低，受解码内部升频质量的影响较44.1K的音源小一些，因此再使用HQPlayer升频的提升效果也不如44.1K明显，但仍然是有的。

soil

1394接口可惜了。

wxcxyz

fenk 发表于 2022-6-26 14:33
啊，抱歉，仔细一看这就是器材广告，不过原理不是广告啊。另外，不登陆都能看的，点击继续就是。不谈最后 ...

关于jitter，特别是数据传输的jitter我一直认为是伪命题，简单点就是录音设备的采样数据转变成末端DAC的处理数据，这个过程中数据是不会产生生么变化的，现在的通信协议已经解决了在这种应用下的传输速率、误码率问题，录音棚里出来的数据完全可以原封不动的送到DAC这边。

至于DAC的时钟jitter，只要不是时钟系统出了问题，那最终结果就是本来300S的歌曲变成了300.0001S或299.9999秒，不知道哪位大仙能够分辨得出来。

wxcxyz

nos002 发表于 2022-6-26 13:26
不是这样，有的厂家故意创造需求，DAC的USB马虎对付一下，然后将独立USB界面做的奢华一些。

是的，一点没错，背后都是生意。

fenk

wxcxyz 发表于 2022-6-26 11:44
由于没有百度会员，只能看第一页的其中一部分，每行都有后边几个字给遮挡起来了。

不过就这里边透露出 ...

啊，抱歉，仔细一看这就是器材广告，不过原理不是广告啊。另外，不登陆都能看的，点击继续就是。不谈最后他安利的东西，我继续说我用过的benchmark DAC1（其实这篇文章前面也提了）。当时人们对这个SRC貌似没啥概念，就知道这玩意儿是定频的，内部采样率永远110khz（然后没几年连**这种二货都整天SRC，是显示你小学毕业了会整数运算了么？），这样做是为了尽量和外部时钟撇清关系（进来以后我重整了一遍啊，所以一切都是以我本地时钟为准了），因此也就和外部时钟的jitter撇清关系。简单来说就是如此。ESS公版方案就很能压Jitter，我说句心里话Jitter其实是工程师应该考虑的不是咱们应该考虑的，ESS这样做也是讨好开发者，容易很低的成本就能出好指标。但这东西对听感有啥直接作用就不好说了。如果不相信他的话，去搜搜ESS在美国的专利。。
忍不住再安利下你，你不觉得整倍数采样这种想法特别小学生么？就是那种四则运算水平的。你觉得这叫信号处理么？我老有一种感觉，就是发烧友特别肯定小学讲过的东西，否定高中及高等教育里的内容，有时候我都觉得小学毕业就可以做器材了，也不知道这是为啥……

nos002

wxcxyz 发表于 2022-6-26 11:45
能做好了一体机肯定是技术方面要强过只会做分体的厂家的。

不是这样，有的厂家故意创造需求，DAC的USB马虎对付一下，然后将独立USB界面做的奢华一些。

wxcxyz

wxcxyz 发表于 2022-6-26 11:45
能做好了一体机肯定是技术方面要强过只会做分体的厂家的。

这里的分体是指只会其中的一类或几类的那种

wxcxyz

鬼狐 发表于 2022-6-25 21:41
我听过几款一体机，声音非常好，宽广与深邃，一样不缺。分体的估计适合水平不高的厂商吧，毕竟对抗干扰， ...

能做好了一体机肯定是技术方面要强过只会做分体的厂家的。

wxcxyz

fenk 发表于 2022-6-25 20:17
分享一个文档给你，但这技术已经不是啥新鲜玩意儿甚至可以说过时了。不过现在芯片内置的这些其想法我觉得 ...

由于没有百度会员，只能看第一页的其中一部分，每行都有后边几个字给遮挡起来了。

不过就这里边透露出的信息来看，貌似有点像商家的技术推广文啊。

鬼狐

hastonoon5973 发表于 2020-12-20 13:01
虽然可能会惹到一些商家，但我想说的就是现如今高价分体解码真的有必要么，中低价位的可以说是为了方便PCHI ...

我听过几款一体机，声音非常好，宽广与深邃，一样不缺。分体的估计适合水平不高的厂商吧，毕竟对抗干扰，电源之类的设计要求没那么高，哈哈

fenk

wxcxyz 发表于 2022-6-25 18:27
ASRC，异步采样速率转换？？

分享一个文档给你，但这技术已经不是啥新鲜玩意儿甚至可以说过时了。不过现在芯片内置的这些其想法我觉得大同小异。
https://wk.baidu.com/view/83e53a04ee630b1c59eef8c75fbfc77da2699766

wxcxyz

fenk 发表于 2022-6-25 18:06
楼上两位了解下ESS专利ASRC……实际上这样干的厂商不止一家（我最早见过这样的是三小强之一benchmark）。 ...

ASRC，异步采样速率转换？？

fenk

wxcxyz 发表于 2022-6-25 16:58
也说不上无解吧，这不是已经规定了统一的规格么，比如44.1Kz，采样时使用44.1KHz，回放时依然44.1KHz，那 ...

楼上两位了解下ESS专利ASRC……实际上这样干的厂商不止一家（我最早见过这样的是三小强之一benchmark）。要想与前端jitter无关，就要按照自己的想法重整。咱们老说采样率也要整倍数，但这些ASRC技术通常认为某个不一定是整倍数的频率才是最佳（也有可能是这个芯片工作在某个采样率下最佳，比如一些集成声卡的）。事实证明确实很抗jitter，只是我们的耳朵认为不好听。这件事咱们要找个学数学的人来给咱们讲讲，传统搞电的一般信号这块儿水平都比较薄弱。

wxcxyz

nos001 发表于 2022-6-25 16:51
要考虑A/D、D/A时钟同步，这有点无解。

也说不上无解吧，这不是已经规定了统一的规格么，比如44.1Kz，采样时使用44.1KHz，回放时依然44.1KHz，那就没有致命影响。

本身数字化就是对模拟数据的劣化，但是在这么高的频率下，劣化已经完全到了人耳不可分辨的程度，那个jitter无非是在无法分辨的基础上再劣化一点点，依然是无法分辨的范畴（只要这个晶振是质量合格合乎指标的，那就已经远超人耳极限了）。

nos001

wxcxyz 发表于 2022-6-25 16:31
这个图有点太夸大，虽说讲原理没错，但容易让人产生误解以为jitter影响有这么大。以常用44.1K为例，每秒 ...

要考虑A/D、D/A时钟同步，这有点无解。

wxcxyz

nos001 发表于 2022-6-25 16:06
一般抖动很难导致数据出错，但导致D/A的波形畸变失真，HIFIDIY坛看的。

清晰明了

这个图有点太夸大，虽说讲原理没错，但容易让人产生误解以为jitter影响有这么大。以常用44.1K为例，每秒钟44100次的转换，只要配的那个负责44.1K的晶振精度能够达到标称指标，人耳是完全听不出来的。另外，还有jitter造成的相位差，也是1KM与1mm的差别，完全超出了人耳能分辨的极限。

另外，关于引入高精度时钟这件事，挺可笑。本身录音的时候也是有jitter的，所以体现在数据上本身就包含了它的jitter信息，极端情况，用了高精度时钟可以完全避免jitter，那么也只能回放出数据本身包含了录音设备jitter的声音。

而且，还有一种可能，DAC的jitter有可能正好抵消了录音设备的jitter，你将得到真实还原当时场景的声音（不是全程，只是某一微小时刻，也不可能全程）。

其实说到底还是那句话，说是用上了高精度时钟后声音怎么怎么样好了，就是商业目的。要是一个设备需要外接高精度时钟才能发出正常声音，那这个设备也该扔掉了。

wxcxyz

fenk 发表于 2022-6-25 15:42
雷电的中继芯片一般在主板上，他允许级联，可以不止一个，取决于长度。这玩意儿跑的长度是以寸计的（肯定 ...

是啊，雷电的高带宽确实传输距离受限。另外，1、2美元对于设备制造来说是个挺大的成本了，而且还有配套电路等等其他费用，总成本增加可能会走到10美元上，不愿意用也正常。

关于jitter，厂商还算是没有公开满嘴放炮，但是私下里就有可能歪曲夸大了。至于影响数据就很笑话了，1Km的距离下长出或者短出1mm，根本不会影响这个是1Km的事实，要是jitter能到了影响准确性的程度，那这就叫灾难了。还有，协议、帧、封包等等数据传输理论，估计这些创造玄学的都没听过，或者就算知道也打死不说，因为一说就露馅

nos001

fenk 发表于 2022-6-25 15:42
雷电的中继芯片一般在主板上，他允许级联，可以不止一个，取决于长度。这玩意儿跑的长度是以寸计的（肯定 ...

一般抖动很难导致数据出错，但导致D/A的波形畸变失真，HIFIDIY坛看的。

清晰明了





更明了的

fenk

wxcxyz 发表于 2022-6-25 15:24
嗯，是的，要用雷电肯定是各方面费用很高的，但是如果费用很低，厂家肯定会选择雷电而不用IIS，还是牵扯 ...

雷电的中继芯片一般在主板上，他允许级联，可以不止一个，取决于长度。这玩意儿跑的长度是以寸计的（肯定也和环境有关，主板上可能比外面要糟），你不上这个有可能从芯片出来都跑不到机身一侧的接口上（以前很多intel本子不带雷电跟这个有关，除了授权之外，这一点会影响主板设计的）。这个中继芯片可能也就1，2美元？但我估计生意人还是嫌贵。线里面应该也可以有，你看苹果卖那个1000多的雷电4线里面就不止一个芯片，加上双屏蔽层，他能跑三米。
至于Jitter，我看各厂商都是从最基本的理论角度出发的，比如说你发一串1bit数据，如果有抖动，那必然是0成1，1成0，会输出一个满幅度的误差。然后发烧友就以为各种接口里面都是这样的情况，所以时钟要与数据严格对应。至于协议，帧、封包什么的，好像就等于不存在。