I2S總線解碼分析
嵌入式系統(tǒng)中包含許多不同類型的設(shè)備，在傳統(tǒng)上這些設(shè)備一般用并行總線相互通信及與外部通信。但是到今天，嵌入式系統(tǒng)中越來越多的串行總線來替代并行總線,這都出于串行總線的優(yōu)勢：1.減少了信號數(shù)量，就節(jié)省了電路板的空間  2.嵌入式時鐘  3.差分信號具有良好的抗干擾能力  4.良好的糾錯能力。所以現(xiàn)在也有各種各樣的設(shè)備來分析這些串行總線，有專門的、針對性非常強(qiáng)的總線協(xié)議分析儀，有在示波器上增加總線分析的選件，但這些設(shè)備都價格不菲。更關(guān)鍵的是每增加一種總線分析，就將交上這一筆不菲的費用。今天想讓大家了解的是一種免費且全面的方案，Acute PC based邏輯分析儀標(biāo)配低速串行總線的解碼分析功能，所支持的總線幾乎囊括了當(dāng)下所有流行的低速串行總線，我們將以一個系列來介紹Acute PC based邏輯分析儀在低速串行總線解碼方面的應(yīng)用，這期我們將首先介紹I2S總線的解碼分析，首先讓我們來看下I2S的簡介。

I2S簡介
I2S是IC間傳輸數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的一種接口標(biāo)準(zhǔn)，是飛利浦公司為數(shù)字音頻設(shè)備之間的音頻數(shù)據(jù)傳輸而制定的一種總線標(biāo)準(zhǔn)，常被使用在傳送CD的PCM音頻信號到CD播放器中的DAC上。在I2S的標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了硬件接口規(guī)范及數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的格式，采用序列的方式2組(左右聲道)數(shù)據(jù)。由三條傳輸線組成：
1.頻率線(SCK)，對應(yīng)數(shù)字音頻的每一位數(shù)據(jù)，SCK都有1個脈沖。SCLK的頻率=2×采樣頻
   率×采樣位數(shù)。
2.字符選擇線(WS)，為"1"表示正在傳輸?shù)氖亲舐暤赖臄?shù)據(jù)，為"0"則表示正在傳輸?shù)氖怯?br>   聲道的數(shù)據(jù)。
3.數(shù)據(jù)線(SD)，用二進(jìn)制補碼表示的音頻數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式最大到20 bits。


Acute PC based邏輯分析儀針對I2S總線可做的分析功能如下：

 1. 將波形字段解析出來:
     這是總線分析解碼最基本的功能，所以這個是必備，請參考下圖中的實際案例。


 2.將波形以聲音波形繪制出來 :
    可于波形區(qū)畫出聲音的波形，這也是Acute PC based 邏輯分析儀在I2S總線分析的特別功
    能之一，在使用 I2S 總線作為音頻傳輸?shù)拈_發(fā)階段,常常會以正弦波或三角波來測試I2S
    傳輸數(shù)據(jù)是否有錯誤, 這時候, 若直接去看數(shù)值, 會變得很浪費時間及很難直觀的觀察。
    因此, 能把 I2S 所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)能以聲音波形的方式呈現(xiàn)出來, 將會很直觀且立即看出是否
    正常，請參考下圖中的實際案例。

 
3.錄音重放 :
  此功能可以把所有數(shù)據(jù)收集起來后，于分析完畢后進(jìn)行播放。您可以用最快的方式確認(rèn)
  聲音是否已經(jīng)正常傳送，而不必逐項檢視數(shù)據(jù)。由于播放的時間長度，會根據(jù)邏輯分析
  儀能紀(jì)錄的數(shù)據(jù)深度有關(guān)，建議您可將邏輯分析儀的數(shù)據(jù)深度拉大，并減少邏輯分析儀
  使用的通道數(shù)量。

Acute PC based邏輯分析儀針對I2S總線的硬件觸發(fā)：
上面我們介紹了Acute PC based邏輯分析儀針對I2S的解碼分析應(yīng)用，接下來Acute PC based邏輯分析儀還有一整套針對I2S的硬件觸發(fā)電路，對于工程師來說，完善的觸發(fā)可以幫助工程師迅速的定位他們所需的問題。接下來我們就重點來看下Acute PC based邏輯分析儀在I2S觸發(fā)方面的優(yōu)勢:

  1.啟用I2S觸發(fā)
     到「硬件參數(shù)設(shè)置」選擇「I2S Trigger」，如下圖所示。取樣率范圍從1Hz到200MHz，
     實際使用的內(nèi)存深度根據(jù)您的需求調(diào)整。
         

  2.觸發(fā)參數(shù)設(shè)置
     按下「確定」后，點擊工具欄上的「觸發(fā)條件」或是從菜單的「硬件」點擊「觸發(fā)條
     件」，點擊「I2S總線協(xié)議觸發(fā)」，會出現(xiàn)如下圖所示。
   

    a.通道設(shè)置
     選擇通道，I2S需三個通道組成一個信號組(SCK, WS, SD)。
    b.數(shù)據(jù)寬度
     設(shè)置觸發(fā)數(shù)據(jù)的位數(shù)，1-32(bits)，通常為 8, 12, 16, 24, 32。
    c.通道選擇
     可選擇Both, Left, Right聲道來觸發(fā)。
    d.數(shù)據(jù)格式
     設(shè)定觸發(fā)的數(shù)值時可選擇使用Value，Voltage，dB三種方式來輸入設(shè)定值。
      ●選擇Value時：直接輸入I2S數(shù)值。
      ●選擇Voltage時：需要在滿格電壓值的字段里先輸入以電壓的最大值，觸發(fā)的范圍
                                      由負(fù)滿格電壓值到正滿格電壓值之間。
      ●選擇dB時：直接輸入欲觸發(fā)的衰減dB值。
      當(dāng)數(shù)據(jù)格式選擇Value時Pattern中的數(shù)值可輸入十六進(jìn)制或十進(jìn)制。十六進(jìn)制時后面需
      加一個"h"，十進(jìn)制則不用任何辨識符號。例如：65(十進(jìn)制)及 41h(十六進(jìn)制)。
      觸發(fā)方式選擇Data Match時可以設(shè)定不同的條件來進(jìn)行觸發(fā)，如:=(等于)，
      !=(不等于)，<(小于)，>(大于)，In Range(Pattern A及Pattern B之間)，Out Range(Pattern
      A及Pattern B之外)。
      Duration(# of frames)，與Pass count不同，此參數(shù)是指連續(xù)且不中斷的符合觸發(fā)條件時
      就觸發(fā)，可輸入范圍1 ~ 65536。
    e.觸發(fā)方式
      ●Data Match：音頻數(shù)據(jù)值的比對，信號符合條件時即觸發(fā)。
      ●Rising Edge：上升緣觸發(fā)，比較相同聲道中的連續(xù)兩個信號，后面的信號比前面
                                  的信號還大并且相差值超出設(shè)定值即觸發(fā)。
      ●Falling Edgd：下降緣觸發(fā)，比較相同聲道中的連續(xù)兩個信號，后面的信號比前面的
                                   信號還小并且相差值超出設(shè)定值即觸發(fā)。
      ●Glitch：毛刺觸發(fā)，針對訊號突然上升/下降后馬上下降/上升形成一個毛刺時使用，
                       當(dāng)信號突然上升/下降的幅度超過設(shè)定值即觸發(fā)。
     
      ●Mute：設(shè)定值為P時，當(dāng)訊號X在-P < X < +P的范圍內(nèi)則觸發(fā)。
     
      ●Clip：若設(shè)定值為P時，當(dāng)訊號X在–P < X ∪ +P > X的范圍內(nèi)則觸發(fā)。
      ●Timing Violation：間檢查，提供六種設(shè)定時間的條件，當(dāng)六種設(shè)定條件中的任一
                                        條件符合時就觸發(fā)，能有效地幫助使用者作驗證，找出錯誤的
                                        地方。
         補充說明，因為Timing Violation需要比較準(zhǔn)確的驗證，只允許在硬件設(shè)置為200MHz
         Sample Rate的時候才能使用。
         Master：預(yù)設(shè)Master時的建議值。
         Slave：預(yù)設(shè)Slave時的建議值。
         Custom：可自定義時間檢查的參數(shù)。
         SCK Period Min.：當(dāng)Clock的周期小于設(shè)定值就觸發(fā)。
         SCK Period Max.：當(dāng)Clock的周期大于設(shè)定值就觸發(fā)。
         SCK High Duty Min.：當(dāng)Clock High小于設(shè)定值的時間就觸發(fā)。
         SCK Low Duty Min.：當(dāng)Clock Low小于設(shè)定值的時間就觸發(fā)。
         Setup Time：由Clock邊化緣往前找，直到Data轉(zhuǎn)態(tài)為止的這段時間就是Setup Time，
                                當(dāng)Setup Time小于設(shè)定值就觸發(fā)。
         Hold Time：由Clock邊化緣往后找，直到Data轉(zhuǎn)態(tài)為止的這段時間就是Hold Time，
                               當(dāng)Hold Time小于設(shè)定值就觸發(fā)。
      

總結(jié)
到此為止，這一期關(guān)于I2S總線的解碼分析功能介紹完畢，總體來說深圳市千兆科科技有限公司所代理的Acute TL2236 PC Based邏輯分析儀針對I2S總線的分析，提供了高效而又全面的解決方案。當(dāng)然最關(guān)鍵它是免費的，只要你購買了Acute PC Based邏輯分析儀，你就擁有了它。下一期我們將介紹PC based邏輯分析儀串行解碼分析系列之二—I2C，敬請期待 !

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