TDM格式

有些IC支持使用一個公共時鐘的多路I2S數(shù)據(jù)輸入或輸出，但這樣的方法顯然會增加數(shù)據(jù)傳輸所需要的管腳數(shù)量。當(dāng)同一個數(shù)據(jù)線上傳輸兩個以上通道的數(shù)據(jù)時，就要使用TDM格式。TDM數(shù)據(jù)流可以承載多達16通道的數(shù)據(jù)，并有一個類似于I2S的數(shù)據(jù)/時鐘結(jié)構(gòu)。

每個通道的數(shù)據(jù)都使用數(shù)據(jù)總線上的一個槽(Slot)，其寬度相當(dāng)于幀的1/N， 其中N是傳輸通道的數(shù)量。出于實用考慮，N通常四舍五入到最近的2次冪(2、4、8、或16)，并且任何多余通道都被空閑。一個TDM幀時鐘通常實現(xiàn)為一位寬的脈沖，這與I2S的50%占空比時鐘相反。超過25 MHz的時鐘速率通常不用于TDM數(shù)據(jù)，原因是較高的頻率會引起印刷電路板設(shè)計者要避免的板面布局問題。

TDM常用于多個源饋入一個輸入端，或單源驅(qū)動多只器件的系統(tǒng)。在前一種情況下，(多源饋入一個輸入端)，每個TDM源共享一個公共的數(shù)據(jù)總線。該信源必須配置為在其適用通道期間才驅(qū)動總線，而當(dāng)其它器件在驅(qū)動其它總線時，其驅(qū)動器要置為三態(tài)。

TDM接口還沒出現(xiàn)類似飛利浦I2S的其他標準，因此，很多IC都有著自己略微不同的TDM實現(xiàn)方法。這些變化體現(xiàn)在時鐘極性、通道配置，以及閑置通道的三態(tài)化和驅(qū)動上。當(dāng)然，通常情況下不同IC是可以一起工作的，但系統(tǒng)設(shè)計者必須確保一個器件的輸出格式要符合另一只器件輸入端的預(yù)期

PDM數(shù)據(jù)連接

PDM數(shù)據(jù)連接在手機和平板電腦等便攜音頻應(yīng)用上方面變得越來越普遍。PDM在尺寸受限應(yīng)用中優(yōu)勢明顯，因為它可以將音頻信號的布放圍繞LCD顯示屏等高噪聲電路，而不必處理模擬音頻信號可能面臨的干擾問題。

有了PDM，僅兩根信號線就可以傳輸兩個音頻通道。如圖4系統(tǒng)框圖所示，兩個PDM源將一根公共數(shù)據(jù)線驅(qū)動為一個接收器。系統(tǒng)主控生成一個可被兩個從設(shè)備使用的時鐘，這兩個從設(shè)備交替使用時鐘的邊緣，通過一根公共信號線將其數(shù)據(jù)輸出出去。

這些數(shù)據(jù)調(diào)制在一個64×速率上，從而形成一個通常為1到3.2 MHz的時鐘。音頻信號帶寬隨著時鐘頻率的增加而增加，因此，可以在系統(tǒng)中使用較低頻率的時鐘，從而抵消了為節(jié)省功耗而降低的帶寬。

基于PDM的架構(gòu)不同于I2S和TDM之處是，抽取濾波器是不在發(fā)送IC中，而是位于接收IC中。源輸出是原始的高采樣率調(diào)制數(shù)據(jù)，如Sigma-Delta調(diào)制器的輸出，而不是像I2S中那樣的抽取數(shù)據(jù)。基于PDM的架構(gòu)減少了源器件的復(fù)雜性，通常會利用已經(jīng)存在于編解碼器ADC中的抽取濾波器。

通過這種方法，系統(tǒng)設(shè)計者不僅可以利用可能已被使用的音頻編解碼器， 也可以利用到數(shù)字數(shù)據(jù)連接對干擾不敏感的優(yōu)點。此外，通過使用面向編碼器或處理器制造的更精細硅工藝尺度，而不是用于話筒IC的工藝，就可以實現(xiàn)更高效的抽取濾波器。

編解碼器、DPS，和放大器擁有I2S端口很多年了，但直到現(xiàn)在，麥克風(fēng)等系統(tǒng)輸入設(shè)備還是模擬或PDM輸出。隨著數(shù)字接口進一步靠近信號鏈的兩端，將需要新的IC來支持新的系統(tǒng)架構(gòu)。

擁有集成I2S接口的話筒(如Analog Devices公司的ADM441 MEMS話筒)使設(shè)計者很容易將該元件做到不容易使用PDM話筒的系統(tǒng)中，或不希望用模擬接口的系統(tǒng)中。只有少部分音頻編解碼器能接受PDM輸入，極少專門針對手機和平板電腦設(shè)計的處理器才能原生地接受這種類型數(shù)據(jù)流。

在有些設(shè)計中，一只I2S輸出的話筒可以完全無需任何模擬前端電路，因此很多設(shè)計可能只有一只ADC和PGA，從而支持話筒對處理器的單個輸入。這樣一個系統(tǒng)的實例是一種帶數(shù)據(jù)發(fā)射器的無線話筒。無線傳輸SOC可能并沒有內(nèi)置ADC，因此采用一個I2S話筒，就能實現(xiàn)換能器與發(fā)射器之間的完全數(shù)字化連接。

I2S、TDM與PDM音頻接口各有其優(yōu)點與最適合的應(yīng)用。隨著更多音頻IC從模擬接口轉(zhuǎn)向數(shù)字接口，系統(tǒng)設(shè)計者與架構(gòu)師們會需要了解哪種接口最適合于自己的特定設(shè)計。從話筒到DSP再到放大器，這樣一個數(shù)字信號鏈可以完全脫離開PCB，而僅存在于音頻域中。