一、I2S控制器結構框圖

S3C2440A的Inter-IC Sound (IIS)總線接口作為一個編解碼接口連接外部8/16位立體聲音頻解碼IC用于迷你碟機和可攜式應用。IIS總線接口支持IIS總線數據格式和MSB-justified數據格式。該接口對FIFO的訪問采用了DMA模式取代了中斷。它可以在同一時間接收和發送數據。

圖1 結構框圖

1. 總線接口，寄存器組和狀態機（BRFC）：總線接口邏輯和FIFO 訪問由狀態機控制。

2. 5 位雙預定標器（IPSR）：一個預定標器用于IIS 總線接口的主時鐘發生器，另外一個用作外部編解碼時鐘發生器。

3. 64 位FIFO（TxFIFO 和RxFIFO）：在發送數據傳輸時，數據寫到TxFIFO；在接收數據傳輸時，從RxFIFO 讀取數據。

4. 主IISCLK 發生器（SCLKG）：在主設備模式，串行位時鐘是從主時鐘生成。

5. 通道發生器和狀態機（CHNC）：IISCLK 和iislrck 是由通道狀態機生成并控制。

6. 15 位移位寄存器（SFTR）：在發送模式下并行數據移位成串行數據輸出，在接收模式下串行數據輸入移位成并行數據。

二、發送接收模式

1.通常傳輸

IIS 控制寄存器對于發送接收FIFO 有一個FIFO 準備標志位。當FIFO 準備發送數據時，如果FIFO 非空，FIFO 準備標志位置1。如果FIFO 為空，FIFO 準備標志位置0。當接收FIFO非滿，對于接收FIFO 的FIFO 準備標志位置1。其指出FIFO 準備好接收數據。如果接收FIFO 為滿，FIFO 準備標志置0。這些標志用于決定CPU 讀寫FIFO 的時間。用這種方法當CUP 在訪問發送接收FIFO 時，串行數據能被發送和接收。

2.DMA 傳輸

在此模式下，發送或接收FIFO 對DMA 控制器是可訪問的。在發送或接收模式下的DMA服務請求是由FIFO 準備標志自動執行。

3.發送和接收模式

在此模式下IIS 總線接口可以同時接收和發送數據。

三、音頻串行接口格式

1.IIS 總線格式

IIS 總線有四線包括串行數據輸入（IISDI），串行數據輸出（IISDO），左右通道選擇（IISLRCK）和串行位時鐘（IISCLK）。生成IISLRCK 和IISCLK 的設備是主設備。串行數據以2 的補碼發送，MSB(Most Significant Bit 最高位)先發。因為發送器和接收器可能有不同的字長，MSB（最高位）先發。發送器不必知道接收器可以處理多少位，接收器也不必知道會收到多少位。當系統字長大于發生器的字長，字為了數據發送而被截斷（最低位被置0）。如果接收器接收大于其字長的位，在LSB（最低位）后的位被忽略。另外，如果接收器收到的位數小于其字長，缺少的位被置0。因此MSB 有一個固定的位置，而LSB 的位置取決于字長。只要IISLRCK 發送改變，發送器在一個時鐘周期內發送下一個字的MSB。由發送器發送的串行數據可以和時鐘信號的下降沿和上升沿同步。但是，串行數據必須在串行時鐘信號的上升沿鎖存到接收器。因此當同步上升沿的數據發送時有一些限制。左右通道選擇線指出了正在發送的通道。IISLRCK 可以在串行時鐘的下降沿或上升沿被改變，當時其不需要對稱。在從設備，信號在串行時鐘的下降沿或上升沿被鎖存。在MSB 被發送，IISLRCK 線改變一個時鐘周期。此允許發送器導出用于建立發送的串行數據同步時序。此外，其使能接收存儲前一個字且為下一個字的接收清除輸入。

2.MSB JUSTIFIED 格式

MSB JUSTIFIED 總線格式在結構上和IIS 總線格式。唯一和IIS 總線格式的區別，MSB JUSTIFIED 格式實現了只要IISLRCK 改變，發送器總是發送下一個字的MSB。

圖2 IIS格式和MSB JUSTIFIED數據格式

四、IIS采集頻率和主設備時鐘

I2S主設備時鐘頻率可以通過采樣頻率來選擇，這是因為I2S主設備時鐘頻率是由I2S分頻器產生的（主設備時鐘頻率=PCLK/預分頻器值），因此必須選擇合適的預分頻值和CODECLK的采樣頻率類型（256fs或384fs），才能獲得合適的I2SLRCK頻率（I2SLRCK頻率=主設備時鐘頻率/CODECLK）。

串行位采用頻率類型（16/32/48fs）可以通過配置信道的串行位數和CODECLK采樣頻率類型來完成（串行位時鐘頻率類型=CODECLK的采用類型/串行數據位數）。

五、IIS 總線接口特殊寄存器

I2S相關的寄存器包括I2S控制寄存器I2SCON、I2S模式寄存器I2SMOD、I2S分頻寄存器I2SPSR、I2SFCON寄存器和FIFO寄存器。

1）I2SCON控制寄存器

I2SCON控制寄存器物理地址為0x55000000，可讀/寫，復位后值為0x100。寄存器各個比特位意義如下：

[8]左右聲道標記，0=左聲道，1=右聲道；
[7]發送FIFO就緒標記，取0時表示沒有就緒，取1時表示FIFO就緒；
[6]接收FIFO就緒標記，取0時表示沒有就緒，取1時表示FIFO就緒；
[5]發送DMA請求使能，取0時請求禁止，取1時請求使能；
[4]接收DMA請求使能，取0時請求禁止，取1時請求使能；
[3]發送通道空閑命令，在空閑狀態（暫停傳輸）時，I2SLRCK是不激活的，0表示I2SLRCK產生，1表示不產生；
[2]接收通道空閑命令，在空閑狀態（暫停傳輸）時，I2SLRCK是不激活的，0表示I2SLRCK產生，1表示不產生；
[1]I2S預分頻器使能，取0時預分頻器禁止，取1時預分頻器使能；
[0]I2S接口使能，取0時I2S禁止，取1時I2S使能。

2）I2SMOD模式寄存器

I2SMOD模式寄存器物理地址為0x55000004，可讀/寫，復位后值為0x000。寄存器各個比特位意義如下：

[8]主從模式選擇，取0時為主模式，取1時為從模式；
[7:6]發送/接收模式選擇，00=無，01=接收模式，10=發送模式，11=發送/接收模式；
[5]左右通道優先級，取0時右通道高左通道低，取1時右通道低左通道高；
[4]串行接口格式，取0時I2S兼容格式，取1時MSB可調格式；
[3]每通道串行數據位，取0時8位，取1時16位；
[2]主時鐘頻率選擇，取0時主時鐘是256fs（采樣頻率），取1時為384fs；
[1:0]串行位時鐘頻率選擇，00=位時鐘是16fs，01=位時鐘是32fs，10=位時鐘是48fs，11=未定義。

3）I2S分頻寄存器I2SPSR

I2S分頻寄存器物理地址為0x55000008，可讀/寫，復位后值為0x000。寄存器各個比特位意義如下：

[9:5]A預分頻值，預分頻器A的除因子，I2S總線接口主時鐘=MCLK/A預分頻因子；
[4:0]B預分頻值，預分頻器B的除因子，外部CODEC時鐘=MCKL/B預分頻因子。

4）I2SFCON寄存器

I2SFCON寄存器物理地址為0x5500000C，可讀/寫，復位后值為0x000。寄存器各個比特位意義如下：

[15]發送FIFO訪問模式選擇，取0時工作于普通模式，取1時工作在DMA模式；
[14]接收FIFO訪問模式選擇，取0時工作于普通模式，取1時工作在DMA模式；
[13]控制發送FIFO使能，取1時使能，取0時禁止；
[12]控制接收FIFO使能，取1時使能，取0時禁止；
[11:6]發送端FIFO數據計數，計數值0～32；
[5:0]接收端FIFO數據計數，計數值0～32。

5）FIFO寄存器I2SFIF

FIFO寄存器物理地址為0x55000010，可讀/寫，復位后值為0x000。寄存器各個比特位意義如下：I2S總線接口在發送/接收模式有兩個64字節的FIFO，每個FIFO由寬16、深32的表組成，并且每個FIFO單元可以分別操作高字節或低字節。通過FIFO入口訪問發送和接收FIFO，入口地址為0x55000010。