I2S(Inter-IC Sound)总线, 又称集成电路内置音频总线，是飞利浦半导体公司(现为恩智浦半导体公司)针对数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准。该总线专门用于音频设备之间的数据传输，广泛应用于各种多媒体系统。

它为音频应用而设计，是一种电子的串行总线，用于连接电子音频设备。

它传输的是PCM音频数据（即脉冲编码调制)，PCM音频数据是未经压缩的音频采样数据裸流，它是由模拟信号经过采样、量化、编码转换成的标准数字音频数据。I2S是音频数字化后数据排列的一种格式。

声音数字化过程： 转为 PCM 格式三个参数：

声道数、采样位数和采样频率。

采样频率：每秒钟取得声音样本的次数。采样频率越高，声音质量越好，还原越真实，但同时它占的资源比较多。

采样位数：每个采样点用多少二进制位表示数据范围。量化位数越多，音质越好，数据量也越大。 　 声道数：使用声音通道的个数，有单声道和立体声之分，立体声比单声道数据量翻倍。

音频数据量＝采样频率×量化位数×声道数/8(字节/秒)

例如：在.WAV音频文件中，格式是PCM，它记录了所有采样到的模拟信号二进制电压值，而这正是可以在I2S总线上传输的数据。

①支持全双工和半双工通信。(单工数据传输只支持数据在一个方向上传输；半双工数据传输允许数据在两个方向上传输，但是在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。

②支持主/从模式。(主模式：就是主CPU作为主机，向从机（挂载器件）发送接收数据。从模式：就是主CPU作为从机，接收和发送主机（挂载器件）数据。而主从机的分别其实是一个触发的作用，主机主动触发，从机只能被动响应触发。)

I2S总线必须的3个信号线

(1) SCK: (continuous serial clock) 串行时钟

串行时钟SCK，也叫位时钟BCLK。对应数字音频的每一位数据，SCK都有1个脉冲。SCK的频率 = 声道数 * 采样频率 * 采样位数。

(2) WS: (word select) 字段（声道）选择

字段选择信号WS，也叫LRCLK，用于切换左右声道的数据。WS的频率 = 采样频率。

字段选择信号WS表明了正在被传输的声道。I2S Philips标准WS信号的电平含义如下：

WS为0，表示正在传输的是左声道的数据； WS为1，表示正在传输的是右声道的数据。

(3) SD: (serial data) 串行数据

串行数据SD，就是用二进制补码表示的音频数据。I2S串行数据在传输的时候，由高位(MSB)到低位(LSB)依次进行传输。

(4) I2S2ext_SD和I2S3ext_SD

用于控制I2S全双工模式的附加引脚。

(5) 主时钟MCLK

一般还有MCLK，主时钟。是采样频率的256倍或384倍。有时为了使系统间能够更好地同步，当I2S配置为主模式（并且SPI_I2SPR寄存器中的MCKOE位置1）时，使用此时钟，该时钟输出频率 256×fs，fs即音频信号采样频率（fs）。

对于系统而言，能够产生SCK和WS的信号端就是主设备，用MASTER表示，简单系统示意图如下：

对于所有数据格式和通信标准而言，始终会先发送最高有效位(MSB 优先)。

发送端和接收端必须使用相同的数据格式，确保发送和接收的数据一致。

使用LRCLK信号来指示当前正在发送的数据所属的声道，为0时表示左声道数据。LRCLK信号从当前声道数据的第一个位(MSB)之前的一个时钟开始有效。LRCLK信号在BCLK的下降沿变化。发送方在时钟信号BCLK的下降沿改变数据，接收方在时钟信号BCLK的上升沿读取数据。LRCLK频率等于采样频率Fs，一个LRCLK周期(1/Fs)包括发送左声道和右声道数据。

对于这种标准I2S格式的信号，无论有多少位有效数据，数据的最高位总是被最先传输(在WS变化(也就是一帧开始)后的第2个SCK脉冲处)。这就使得接收端与发送端的有效位数可以不同。如果接收端能处理的有效位数少于发送端，可以放弃数据帧中多余的低位数据；如果接收端能处理的有效位数多于发送端，可以自行补足剩余的位。这种同步机制使得数字音频设备的互连更加方便，而且不会造成数据错位。

I2S典型的接口时序

高位先行即在传输一个字节的时候先传输高位；低位先行即在传输一个字节的时候先传输低位。高位先行和低位先行是针对串行数据传输方式来说的。常见的串行传输方式有串口（UART）、I2C、SPI等。以串口传输方式为例，标准的串口传输方式是低位先行，如下图所示，芯片在通过TX引脚发送数据时，依次发送位0、位1……位7。

下面以常用的模拟I2C为例，从代码上更加直观的看一下高位先行和低位先行。

I2C在数据传输时，所有使用I2C的设备必须遵循I2C协议，协议规定了数据传输必须是高位先行，这样才能实现通用性。以下代码为I2C发送一个字节：