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簡介

PCM (Pulse Code Modulation) 是通過等時間隔(即采樣率時鐘周期)采樣將模擬信號數字化的方法。圖 1為 4 bit 采樣深度的PCM 數據量化示意圖。PCM 數字音頻接口，即說明接口上傳輸的音頻數據通過 PCM 方式采樣得到的，以區別于PDM 方式。在音頻領域，PCM 接口常用于板級音頻數字信號的傳輸，與I2S 相似。PCM 和I2S 的區別于數據相對于幀時鐘(FSYNC/WS)的位置、時鐘的極性和幀的長度。其實，I2S 上傳輸的也是PCM 類型的數據，因此可以說 I2S 不過PCM 接口的特例。?相比于I2S 接口，PCM 接口應用更加靈活。通過時分復用(TDM, Time Division Multiplexing)方式，PCM 接口支持同時傳輸多達 N 個(N>8)聲道的數據，減少了管腳數目(實際上是減少I2S 的“組”數，因為每組I2S 只能傳輸兩聲道數據嘛)。TDM 不像 I2S 有統一的標準，不同的 IC 廠商在應用TDM 時可能略有差異，這些差異表現在時鐘的極性、聲道配置觸發條件和對閑置聲道的處理等。綜合不少廠商的數據手冊，在應用PCM 音頻接口傳輸單聲道數據(如麥克風)時，其接口名稱為PCM；雙聲道經常使用I2S；而TDM 則表示傳輸兩個及以上聲道的數據，同時區別于 I2S 特定的格式。

筆記：PCM (Pulse Code Modulation)?是通過等時間隔(即采樣率時鐘周期)采樣將模擬信號數字化的方法。在音頻領域，PCM?接口常用于板級音頻數字信號的傳輸。(tips：等時間間隔采樣，采樣深度(一個采樣點的bit數)。PDM= Pulse Density Modulation是一種用數字信號表示模擬信號的調制方法。只有1位輸出，要么為0，要么為1。如下圖所示：

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信號定義

PCM 接口與I2S 相似，電路信號包括：?· PCM_CLK 數據時鐘信號?(對應I2S的sck)· PCM_SYNC 幀同步時鐘信號?(對應I2S的ws，形式有區別)· PCM_IN 接收數據信號?(對應I2S的sdi)· PCM_OUT 發送數據信號(對應I2S的sdo)TDM/PCM 與I2S 接口對應關系見表?2：

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操作模式

根據?SD 相對幀同步時鐘FSYNC 的位置，TDM 分兩種基本模式：(TDM時分復用，PCM經常用該種模式來傳輸多聲道的數據)· Mode A: 數據在FSYNC 有效后，BCLK 的第2 個上升沿有效(圖?13)?· Mode B: 數據在FSYNC 有效后，BCLK 的第1 個上升沿有效(圖?14)

在實際應用中，總是以幀同步時鐘?FSYNC 的上升沿表示一次傳輸的開始。幀同步時鐘的頻率總是等于音頻的采樣率(一個幀同步信號其實代表了一次采樣的開始，如圖1)，比如?44.1 kHz，48 kHz 等。多數應用只用到FSYNC 的上升沿，而忽略其下降沿。根據不同應用FSYNC脈沖寬度的差別，PCM 幀同步時鐘模式大致分為兩種：

• 長幀同步?Long Frame Sync

• 短幀同步?Short Frame Sync

長幀同步，短幀同步時序模式如下圖16 和圖17 所示。??

注：a.?長幀同步，如圖?15 所示，FSYNC 脈沖寬度等于1 個Slot 的長度。Slot 在TDM 中表示的是傳輸單個聲道所占用的位數。如圖?15所示TI McASP 接口的TDM 包括6 個?Slots，即它最多可包括6 聲道數據。注意，Slot 的位數并不一定等于音頻的量化深度。比如Slot 可能為32 bit，其中包括24 bit 有效數據位(Audio Word)?+ 8 bit 零填充(Zero Padding)。不同廠商對Slot 的叫法可能有所區別，比如Circus Logic 稱之為?Channel Block；

b.?短幀同步，FSYNC 脈沖寬度等于?1 個BCLK 周期長度；c. 由于沒有統一標準，不同廠商對?FSYNC 脈沖寬度及觸發邊沿的設置可能不同，以器件手冊為準。筆記：PCM 根據?SD?相對幀同步時鐘FSYNC?的位置，TDM?分兩種基本模式:MODE A和MODE B；幀同步模式又可以分為長幀同步和短幀同步模式，注意slot的位數并不一定等于音頻的量化深度。

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時鐘BCLK的計算

FSYNC 的頻率等于音頻的采樣率(例如44.1 kHz，48 kHz 等)。Frame 每次傳輸包括所有聲道的數據。PCM采樣音頻數據量化深度一般在 16-32bit(最常見為16/24bit)。那么對于8 聲道，每個聲道 32bit 音頻數據，采樣率 48kHz 的系統，TDM 的系統時鐘速率為：8 × 32 × 48kHz ＝ 12.288 MHz在器件Datasheet 中可以見到 TDM128/TDM256/TDM384/TDM512 等說法，數字的含義為單個 TDM 數據幀包含數據的比特數(即幀長)。如上例 8 聲道(Channels)32bit 的音頻數據，亦稱為 TDM256(=8*32)。TDM系統時鐘速率就可以簡單地用采樣率乘以TDM 幀長計算得出。相同的例子，TDM 系統時鐘速率：48kHz × 256 ＝?12.288 MHz下表4 列出系統時鐘SCK/BCLK 和采樣率fs 及 TDM 幀長的關系：

筆記：認識TDM128/TDM256的含義，即為數據幀每幀包含數據的比特數，即可以算出系統時鐘頻率128x采樣率fs。

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其他常用外設鏈接

音頻接口---I2SI2C簡介UART簡介PWM簡介：脈寬調制是如何工作的SPI簡介AMBA 總線 -- ahb簡介AMBA 總線 -- apb簡介

萬水千山總是情，點個"在看"行不行。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的pcm 8k单声道和双声道采样_音频接口PCM的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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