專利名稱：一種數(shù)字音頻i的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多媒體產(chǎn)品的電路板設(shè)計、集成電路設(shè)計和數(shù)字音頻I2S接口領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字音頻I2S接口時鐘提供方法。
背景技術(shù)：
目前，在多媒體產(chǎn)品領(lǐng)域中的數(shù)字音頻輸出和交換常用到SPDIF和I2S接口，其中I2S接口是飛利浦公司制定的一種數(shù)字音頻設(shè)備之間的音頻數(shù)據(jù)傳輸總線標(biāo)準(zhǔn)，這種接口需要輸入時鐘信號。為了產(chǎn)生I2S接口的時鐘信號，一般的做法是額外增加一個鎖相環(huán)來產(chǎn)生時序，這樣做的結(jié)果是面積和成本上升，費用較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的成本較高的問題，提供一種數(shù)字音頻I2S接口時鐘提供方法，該方法不需要增加額外的鎖相環(huán)，降低了成本。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種數(shù)字音頻I2S接口時鐘提供方法，所述數(shù)字音頻系統(tǒng)包括一個系統(tǒng)時鐘(如27MHZ)，對系統(tǒng)時鐘進行分頻得到時鐘MCLK，由時鐘MCLK進一步分頻提供整個I2S的時鐘。
進一步地，所述對系統(tǒng)時鐘進行分頻得到時鐘MCLK具體為(1)系統(tǒng)時鐘進行x分頻得到時鐘CLK_DIVx，(2)經(jīng)過m個CLK_DIVx后，對系統(tǒng)時鐘進行y分頻得到時鐘CLK_DIVy，(3)經(jīng)過n個CLK_DIVy后再對系統(tǒng)時鐘進行m次x分頻，n次y分頻這樣循環(huán)分頻，分頻得到的CLK_DIVx，CLK_DIVy就是MCLK，其中m，n，x，y的取值根據(jù)系統(tǒng)時鐘以及MCLK時鐘而定。
本發(fā)明的有益效果是，可以利用音視頻系統(tǒng)自帶的時鐘，而無須增加額外的鎖相環(huán)，降低了成本和產(chǎn)品的面積以及功耗，以這種方式產(chǎn)生的時鐘和現(xiàn)有方法產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的時鐘所得到的聲音，人耳完全分辨不出。


圖1是I2S接口內(nèi)部時鐘關(guān)系圖；圖2是現(xiàn)有的提供I2S接口時鐘的方法；圖3是本發(fā)明的提供I2S接口時鐘的方法；圖4是16位PCM的I2S數(shù)字音頻時序。
圖5是本發(fā)明的采樣頻率產(chǎn)生圖。
具體實施例方式
目前，在數(shù)字電視音頻輸出和數(shù)字音頻數(shù)據(jù)交換領(lǐng)域常使用到SPDIF和I2S接口，其中I2S接口是飛利浦公司制定的一種數(shù)字音頻設(shè)備之間的音頻數(shù)據(jù)傳輸總線標(biāo)準(zhǔn)，如圖1所示，這種總線有4根物理導(dǎo)線一根傳輸串行數(shù)據(jù)的SD，一根為數(shù)據(jù)提供位時鐘的SCK，一根為切換左右聲道數(shù)據(jù)幀提供時鐘的WS，一根為系統(tǒng)提高同步時鐘的MCLK。由于有獨立的時鐘信號，這種總線傳輸速率快，加上其提供的主時鐘為接受芯片提供了接收時序，于是整個傳輸系統(tǒng)采用了單一時鐘，所以時差極小。串行數(shù)據(jù)傳送時鐘SCK和左右聲道選擇時鐘WS都由系統(tǒng)時鐘MCLK提供，為了產(chǎn)生MCLK時鐘，當(dāng)前業(yè)內(nèi)通常的做法是如圖2所示，為I2S接口單獨提供一個鎖相環(huán)2者提供一個鎖相環(huán)和一個晶振，顯然，這會增加芯片的成本。
本發(fā)明的數(shù)字音頻I2S接口時鐘提供方法無須增加額外的鎖相環(huán)就能實現(xiàn)I2S接口的時鐘提供，如圖3所示，由于多媒體處理系統(tǒng)擁有一個系統(tǒng)時鐘，所以可以利用時鐘處理模塊中的時鐘輸出信號，通過增加一個簡單的分頻器12，這樣就可以給MCLK提供時鐘，進而提供整個I2S的時鐘。
本發(fā)明的補碼乘法處理方法如下如圖3所示，這是一個多媒體產(chǎn)品的框圖，其中多媒體處理系統(tǒng)模塊把解碼后的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字音頻I2S接口，晶振1通過時鐘處理模塊向多媒體處理系統(tǒng)模塊提供時鐘信號，時鐘處理模塊由鎖相環(huán)11和分頻器11組成，現(xiàn)在利用系統(tǒng)現(xiàn)有的時鐘處理模塊通過分頻器12向數(shù)字音頻I2S接口提供時鐘。
本發(fā)明的補碼乘法處理方法具體步驟如下(1)增加分頻器12；(2)從系統(tǒng)固有的時鐘處理模塊對音視頻時鐘(如27MHz)經(jīng)過分頻，然后輸出時鐘信號MCLK到分頻器12；(3)從分頻器12根據(jù)MCLK分頻產(chǎn)生其它時鐘信號輸入到數(shù)字音頻I2S接口。
下面以一個實例來說明。
如圖4所示，這是飛利浦其中一款音頻DA芯片(CS4360芯片)要求提供的I2S時序波形。我們就以這個芯片的I2S時序為例來說明一下實現(xiàn)的方法。
一個WS周期內(nèi)左右聲道的SD的比特位為32位，也就是音頻的PCM精度最高可以表示到32位。圖4中PCM精度為16位，每個采樣周期WS對應(yīng)64比特位SD、64個SCK時鐘周期。因此WS可由SCK經(jīng)過64分頻得到，SCK可由MCLK經(jīng)過f次分頻得到，這里f取值為4。在音頻解碼中，采樣頻率WS非常不固定，且沒有規(guī)律性，如32KHZ、44.1KHZ、48KHZ等；為了獲得WS就需要SCK為2.048MHz、2.8224MHz、3.072MHz；為了獲得這樣的SCK時鐘，就需要MCLK擁有8.192MHz、11.2896MHz、12.288MHz這樣的時鐘。
根據(jù)視頻的ITU656格式的要求，一般音視頻系統(tǒng)中都會有一個27MHZ時鐘。所以我們在音視頻處理系統(tǒng)中可以利用27MHZ時鐘分頻出各種上面提到的采樣頻率。我們以MCLK是SCK的f倍(這里f＝4)，SCK是WS的64倍，即MCLK＝11.2896MHz、SCK＝2.8224MHz、WS＝44.1KHZ為例來說明這個分頻過程。
我們首先對27MHZ時鐘進行x分頻得到時鐘CLK_DIVx，經(jīng)過m個CLK_DIVx后，對27MHZ進行y分頻得到時鐘CLK_DIVy，經(jīng)過n個CLK_DIVy后再對27MHZ進行m次x分頻，n次y分頻這樣循環(huán)分頻。這里取x＝2，y＝4，m＝103，n＝25(2m+2n＝256)，分頻得到的CLK_DIVx，CLK_DIVy就是MCLK，然后SCK根據(jù)MCLK進行f分頻(這里f＝4)，WS根據(jù)SCK進行64分頻，這樣就完成了整個分頻操作，得到如圖5所示波形。
計算可得，分頻出來的采樣頻率WS為44.117KHZ，非常接近我們所要求的44.1KHZ。如果分別取m＝116，n＝12，就可以得到48.21KHZ時鐘，接近上面提到的48KHZ；取m＝46，n＝82，就可以32.14KHZ時鐘，接近上面提到的32KHZ。
這樣，根據(jù)視頻所固有的27MHZ和不同的x，y，m，n的取值，就可以得到音頻所要求的各種采樣頻率，而且還可以微調(diào)，誤差低于5‰。其它各種基于飛利浦公司的I2S格式所演變的數(shù)字音頻格式均可以用上述方法得到各種時鐘。另外，根據(jù)x，y，m，n的不同取值，除27MHZ時鐘外，我們也可以利用其它頻率如30MHZ、54MHZ等，以這種原理來分頻得到各種采樣頻率。我們在飛利浦的幾款音頻DA芯片上驗證，以這種方式產(chǎn)生的時鐘和用鎖相環(huán)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的時鐘所得到的聲音，人耳完全分辨不出。所以，這種采樣頻率產(chǎn)生方式是完全可行的。在我們的設(shè)計中，利用這種方法對音頻的數(shù)字輸出格式做處理，產(chǎn)生I2S等3種格式串行輸出格式，節(jié)約了一個鎖相環(huán)，降低了成本。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字音頻I2S接口時鐘提供方法，所述數(shù)字音頻系統(tǒng)包括一個系統(tǒng)時鐘，其特征在于，對系統(tǒng)時鐘進行分頻得到時鐘MCLK，由時鐘MCLK進一步分頻提供整個I2S的時鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字音頻I2S接口時鐘提供方法，所述對系統(tǒng)時鐘進行分頻得到時鐘MCLK具體為(1)對系統(tǒng)時鐘進行x分頻得到時鐘CLK_DIVx。(2)經(jīng)過m個CLK_DIVx后，對系統(tǒng)時鐘進行y分頻得到時鐘CLK_DIVy。(3)經(jīng)過n個CLK_DIVy后再對系統(tǒng)時鐘進行m次x分頻，n次y分頻這樣循環(huán)分頻，分頻得到的CLK_DIVx，CLK_DIVy就是MCLK，其中m，n，x，y的取值根據(jù)系統(tǒng)時鐘以及MCLK時鐘而定。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種數(shù)字音頻I
文檔編號G06F1/04GK1716152SQ200510050608
公開日2006年1月4日 申請日期2005年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月7日
發(fā)明者郭斌林, 莫國兵, 朱江明 申請人:杭州晶圖微芯技術(shù)有限公司