T-SICA 004-2023 音頻用集成電路信號傳輸與控制接口要求

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31.200學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載CCS

L

56SICA T/SICA

—2023音頻用集成電路信號傳輸與控制接口要求Signal

interface

2023-12-26

發(fā)布 2024-1-26

實施上海市集成電路行業(yè)協(xié)會 發(fā)

布學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/SICA

004—2023學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載 前言

.................................................................................

II引言

................................................................................

III1

范圍

................................................................................

12

規(guī)范性引用文件

......................................................................

13

術(shù)語和定義

..........................................................................

14

縮略語

..............................................................................

15

音頻接口總線系統(tǒng)架構(gòu)

................................................................

25.1

基本要求

........................................................................

25.2

總線要求

........................................................................

25.3

數(shù)據(jù)和控制流組合

................................................................

36

接口要求

............................................................................

46.1

位時鐘(BCK)

.....................................................................

46.2

幀時鐘

(WCK)

....................................................................

46.3

串行信號

1

...........................................................

46.4

串行信號

2

...........................................................

47

電平與時序要求

......................................................................

48

應(yīng)用協(xié)議

............................................................................

48.1

面向?qū)ο蟮膮f(xié)議

..................................................................

48.2

診斷協(xié)議

........................................................................

58.3

控制指令

........................................................................

59

測試

................................................................................

59.1

............................................................................

59.2

數(shù)據(jù)流測試標(biāo)準(zhǔn)

..................................................................

59.3

控制流測試標(biāo)準(zhǔn)

..................................................................

6附錄

A（資料性）

控制流幀結(jié)構(gòu)示例......................................................

7附錄

B（資料性）

接口電平時序要求示例..................................................

8附錄

C（資料性）

讀寫指令時序示例.....................................................

10參考文獻(xiàn)

.............................................................................

11學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/SICA

004—2023學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載 本文件按照GB/T

—《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由上海市集成電路行業(yè)協(xié)會提出并歸口。行業(yè)協(xié)會、維沃移動通訊有限公司、歌爾股份有限公司、科大訊飛股份有限公司?；粽墁B、戴宇欣、呂洋、蘇泗維、袁夢、何姚軍、蘭紅麗、劉順、王傅磊?；ヂ?lián)網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)上?？赏ㄟ^以下聯(lián)系方式申請授權(quán)：郵箱：wuhaocheng@網(wǎng)址：/II學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/SICA

004—2023學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載 關(guān)的專利的使用。本文件的發(fā)布機構(gòu)對于該專利的真實性、有效性和范圍無任何立場。該專利持有人已向本文件的發(fā)布機構(gòu)承諾，他愿意同任何申請人在合理且無歧視的條款和條件下，關(guān)的專利的使用。本文件的發(fā)布機構(gòu)對于該專利的真實性、有效性和范圍無任何立場。系方式獲得：專利持有人：上海艾為電子技術(shù)股份有限公司。地址：上海市秀文路908號B座15F。郵政編碼：201100。聯(lián)系人：姚煒，電話：，郵箱：yaowei@。任。III學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載I

S：集成電路音頻總線（Inter-IC

Sound學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載I

S：集成電路音頻總線（Inter-IC

Sound）I

C：集成電路控制總線（Inter-IC

）1范圍本文件規(guī)定了音頻總線系統(tǒng)架構(gòu)，接口、電平、時序、應(yīng)用協(xié)議以及測試等要求。路產(chǎn)品。2 規(guī)范性引用文件文件。GB/T

9178

集成電路術(shù)語GB/T

17573

半導(dǎo)體器件

分立器件和集成電路

第

1

部分：總則GB/T

17574

半導(dǎo)體器件

集成電路

第2部分：數(shù)字集成電路GB/T

17940

半導(dǎo)體器件

集成電路

第3部分：模擬集成電路3 術(shù)語和定義GB/T

9178界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1控制流

stream狀態(tài)信息一般由從機發(fā)送給主機，顯示從機狀態(tài)。3.2數(shù)據(jù)流 data

在音頻設(shè)備間傳輸?shù)囊纛l數(shù)據(jù)信息。4 縮略語下列縮略語適用于本文件。22TDM：時分復(fù)用

multiplexing)DDR：雙倍速率（Double

Data

Rate）BCK：位時鐘（

Clock）WCK：幀時鐘（Word

Clock）DATA_MISO：主入從出數(shù)據(jù)（DATA

of

Master

Input

Salve

Output）DATA_MOSI：主出從入數(shù)據(jù)（DATA

of

Master

Salve

Input）DAC：數(shù)模轉(zhuǎn)換（Digital-to-Analog

Convert）ADC：模數(shù)轉(zhuǎn)換（Analog-to-Digital

Convert）PA：功率放大器（Power

Amplifier）MIC：傳聲器（）Codec：編解碼器（）RD：讀指令（Read

）ｚｆｘｗ．ｃｗｗ．ｂ兔ｗ兔學(xué)ｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/SICA

004—2023ｚｆｘｗ．ｃｗｗ．ｂ兔ｗ兔學(xué)ｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載WR：寫指令（Write

）CMD：控制檢測指令（

&

Monitor

Command）MSB：最高位（Most

Significant

Bit）LSB：最低位（Least

）5 音頻接口總線系統(tǒng)架構(gòu)5.1 基本要求合GB/T

17573、GB/T

、GB/T

17940等基本要求。5.2 總線要求5.2.1 該接口應(yīng)用于音頻設(shè)備之間傳輸音頻數(shù)據(jù)和控制監(jiān)測信號，可實現(xiàn)全雙工通信。音頻設(shè)備之間可同時傳輸音頻數(shù)據(jù)與控制監(jiān)測信號。該總線應(yīng)為四線接口，包括：a)

幀時鐘（），用于指示每一幀的起始位置。b)

位時鐘（），每個時鐘的上升沿驅(qū)動/采樣

1

/

1

比特控制信號。c)

串行信號

1（DATA_MOSI），主機可在

時鐘上升沿和下降沿驅(qū)動數(shù)據(jù)到

DATA_MOSI，發(fā)送給從機，從機在

BCK

時鐘的下降沿和上升沿采樣

的數(shù)據(jù)。d)

串行信號

2（DATA_MISO）,從機可在

BCK

時鐘上升沿和下降沿驅(qū)動數(shù)據(jù)到

DATA_MISO，發(fā)送給主機，主機可在

BCK

時鐘的上升沿和下降沿采樣

的數(shù)據(jù)。5.2.2 單從機總線系統(tǒng)框架見圖

1，該接口中的

BCK

與

信號，既可由主機產(chǎn)生，也可由其他設(shè)備產(chǎn)生，提供給主機與從機。多從機總線系統(tǒng)框圖見圖

2，主機可同時與多個從機通信，DATA_MOSI

和DATA_MISO

為兩根單向信號線，且方向相反，實現(xiàn)主機與從機間的全雙工通信。

圖1

單從機總線系統(tǒng)框圖

．ｂ兔ｗｗｗ兔ｚｆｘｗ．ｃ學(xué)ｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/SICA

004—2023．ｂ兔ｗｗｗ兔ｚｆｘｗ．ｃ學(xué)ｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載

該總線接口的數(shù)據(jù)流應(yīng)兼容I

S該總線接口的數(shù)據(jù)流應(yīng)兼容I

S和TDM接口。

從機N圖2 多從機總線結(jié)構(gòu)框圖5.3碼流要求5.3.1 概述該接口在

2

中，1

比特信號在時鐘上升沿被驅(qū)動，在下降沿被采樣；另

1

比特信號在時鐘下降沿被驅(qū)動，在上升沿被采樣。該接口具有雙沿發(fā)送和接收信號的特性，不同沿的信號可分為數(shù)據(jù)流和控制流。上升沿為數(shù)據(jù)流，下降沿為控制流，如圖所示。數(shù)據(jù)流為主機與從機之間傳輸?shù)囊纛l數(shù)據(jù)信號，控制流為主機與音頻數(shù)據(jù) 控制信號圖3 信號傳輸時序圖5.3.2數(shù)據(jù)流22 數(shù)據(jù)

CMD

MSB

LSB

MSB

CMD

LSB命令開始

命令結(jié)束

數(shù)據(jù)最高位

數(shù)據(jù)最低位圖4 兼容圖4 兼容

I

S

格式的接口時序圖2學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/SICA

004—2023學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載數(shù)據(jù)

CMD

MSB

LSB

CMD

MSB

LSB

CMD

LSB

CMD

MSB

LSB命令開始

命令結(jié)束

數(shù)據(jù)最高位

數(shù)據(jù)最低位通道0

通道1

通道N控制信號 數(shù)據(jù)信號圖5 兼容

格式的接口時序圖5.3.3控制流WR(CM)A令的幀結(jié)構(gòu)可根據(jù)實際情況調(diào)整，不限于附錄AA.1所示的幀結(jié)構(gòu)）。6 接口要求6.1 位時鐘(BCK)該總線應(yīng)包括BCK信號（

Clock，位時鐘），每個時鐘周期的上升沿采樣

1

比特數(shù)據(jù)信號，下降沿采樣另

1

比特控制信號。6.2 幀時鐘

(WCK)該總線應(yīng)包括Word

ClockWCK沖寬度可為一個BCK時鐘周期寬度或一個通道信號持續(xù)的時間長度。6.3 串行信號

1

(DATA_MOSI)該總線應(yīng)包括DATA_MOSI信號（DATA

Of

Master

Slave

Input，主出從入信號），DATA_MOSI傳輸主機向從機發(fā)送的信號，主機應(yīng)以二進(jìn)制補碼的形式發(fā)送音頻數(shù)據(jù)流給從機，主機也可通過DATA_MOSI信號線，向從機發(fā)送控制信號。6.4 串行信號

2

(DATA_MISO)該總線應(yīng)包括DATA_MISO信號（DATA

Of

Master

Input

Slave

，主入從出信號），DATA_MISO傳輸從機向主機發(fā)送的信號，從機應(yīng)以二進(jìn)制補碼的形式發(fā)送音頻數(shù)據(jù)流給主機，從機也可通過DATA_MISO信號線，向主機發(fā)送狀態(tài)信號。7 電平與時序要求接口電平與時序要求應(yīng)滿足對應(yīng)音頻用集成電路的設(shè)計規(guī)格書，可參考附錄B接口電平時序要求示例。8 應(yīng)用協(xié)議8.1 面向?qū)ο蟮膮f(xié)議可根據(jù)對象特性自定義控制流，滿足應(yīng)用場景的需求。CodecMICDACADCｚｆｘｗ．ｃ．ｂ學(xué)兔兔ｗｗｗｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載

I

C

9.2.1 為檢驗從機與主機間數(shù)據(jù)流通信及兼容性（I

S/TDM），從機內(nèi)部應(yīng)設(shè)置鏈路環(huán)回模式。圖

6T/SICA

004—2023ｚｆｘｗ．ｃ．ｂ學(xué)兔兔ｗｗｗｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載

I

C

9.2.1 為檢驗從機與主機間數(shù)據(jù)流通信及兼容性（I

S/TDM），從機內(nèi)部應(yīng)設(shè)置鏈路環(huán)回模式。圖

68.2 診斷協(xié)議可通過DATA_MISO信號線，傳輸音頻芯片內(nèi)部的診斷信息。芯片的電流信息、

電壓信息、中斷等信息傳遞給上位機。上位機可根據(jù)回傳的信息，可實現(xiàn)負(fù)載診斷、喇叭保護8.3控制指令應(yīng)根據(jù)音頻設(shè)備的應(yīng)用場景，設(shè)計相應(yīng)指令?？蓞⒖急疚募?.3節(jié)描述，分為讀指令、寫指令和控制監(jiān)測指令：2寄存器，實現(xiàn)模式切換，參數(shù)優(yōu)化等功能。讀寫時序示例可參考附錄

C?！刂票O(jiān)測指令可用于實時控制和監(jiān)測從機音頻設(shè)備。該指令可實現(xiàn)一個實時反饋系統(tǒng)，即從機接收到控制信息后，實時反饋從機的狀態(tài)給主機，主機可根據(jù)監(jiān)測狀態(tài)調(diào)整控制信息。9 測試9.1 概述通過數(shù)據(jù)流和控制流（控制流包括讀寫和控制監(jiān)測指令）兩類測試，判定接口是否正常。9.2 數(shù)據(jù)流測試2結(jié)構(gòu)見

9.2.2

7。幀時鐘主機

數(shù)據(jù)比對

位時鐘串行信號1串行信號2

從機圖6 環(huán)回測試示意圖9.2.2 圖

7

為音頻接口模塊的簡略實現(xiàn)框圖，主要分為四部分：——幀時鐘邊沿檢測模塊，用于檢測幀頭位置；——串并轉(zhuǎn)換模塊，將輸入串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行信號；——并串轉(zhuǎn)換模塊，將輸入并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行信號；——通道數(shù)據(jù)選擇器，用于通路選擇。圖7中的數(shù)據(jù)選擇器，下行通路并行數(shù)據(jù)與上行通路并行數(shù)據(jù)通過寄存器配置為直連，即可實現(xiàn)鏈路環(huán)回測試模式?！?/p>

——

——

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004—2023學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載數(shù)據(jù)線2

（數(shù)據(jù)位時鐘

數(shù)據(jù)線1

（數(shù)據(jù)位時鐘幀時鐘

圖7音頻接口模塊簡略框圖9.3控制流測試9.3.1總體要求驗證控制流的正確性。9.3.2讀寫指令測試操作驗證讀寫指令是否正常?！?.3.3 控制監(jiān)測指令測試則判定合格。命令類型Bits31302928272625242322212019181716控制檢測

保留命令類型Bits151413121110[7:0]控制檢測

保留ｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載．ｃｚｆ學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｘｗ以一幀包含

比特的標(biāo)準(zhǔn)I

S接口為例，若一幀包含大于ｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載．ｃｚｆ學(xué)兔兔ｗｗｗ．ｂｘｗ以一幀包含

比特的標(biāo)準(zhǔn)I

S接口為例，若一幀包含大于

32

比特，僅使用前

32

比特作為完整

附 錄 A（資料性）控制流幀結(jié)構(gòu)示例2的一幀控制信息。接口控制流幀結(jié)構(gòu)見表A.1。控制指令分為讀指令（）、寫指令（WR）、控制檢測指令（CMD）以及保留指令?？刂菩盘柕钠鹗嘉挥蒞CK的上升沿（或下降沿）指示確定，每幀的前3比特為控制指令。讀寫指令為慢速控制指令。

3

比特指令編碼后接5比特器件地址編碼、

8

比特寄存器地址編碼，然后緊接

8

比特寫入/讀取寄存器中的數(shù)據(jù)，預(yù)留8比特保留位?？刂票O(jiān)測指令為快速控制指令。3比特控制指令后接

13

比特控制監(jiān)測信息，每個通道的控制監(jiān)測表A.1表A.1 控制流幀結(jié)構(gòu)

T_trT_r

t_RC0.05T0.05Tt_HCt_LC0.45T0.45T0.55T0.55T0.45T0.45T0.55T0.55T

V_OL0.3*V_IOV_OH0.7*V_IOV_IL0.3*V_IOV_IH0.7*V_IOｗｗ．ｂｚｆ兔ｗ兔學(xué)ｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載T/SICA

004—2023ｗｗ．ｂｚｆ兔ｗ兔學(xué)ｘｗ．ｃｏｍ標(biāo)準(zhǔn)下載

附 錄 B（資料性）接口電平時序要求示例B.1 圖

B.1

是接口發(fā)送與接收的時序要求以及輸入輸出

IO

電壓閾值示意圖。IO

T

/

a) t_HCt_LCt_srt_hrt_dtrt_htrV_OHV_OLV_IHV_IL圖B.1

接口發(fā)送與接收的時序要求示意圖B.2 電平標(biāo)準(zhǔn)見表

B.1，輸入/輸出低電平對應(yīng)的電壓閾值為

IO

接口電壓標(biāo)準(zhǔn)

的

30

%，輸入/輸出低高電平對應(yīng)的電壓閾值為

接口電壓標(biāo)準(zhǔn)

的

70

%。表B.1

接口電平要求表B.1

接口電平要求B.3 時序的具體要求限制了各時序變量的范圍，見表

。表B.2

接口時序要求t_dtrt_htr0.3T0.3T

t_srt_hr0.1T0.1T

t_trDDRt_HCt_LCt_dtrt_htrt_srt_hrT/ns325.5208T_RC/ns16.276T_RC<0.05TT_HC/ns146.4844T_HC>0.45TT_LC/ns146.4844T_LC>0.45TT_dtr/ns97.6563T_dtr<0.3TT_htr/nsT_htr>0T_sr/ns32.55208T_sr>0.1TT_hr/nsT_hr>0B.53.072MHz(V)V_OL0.54V_OH1.26V_IL0.54V_IH1.26B.3V_IO

(V)V_OL0.36V_OH0.84V_IL0.36V_IH0.84B.4V_IO

表

B.2

接口時序要求（續(xù)）B.4表

B.2

接口時序要求（續(xù)）B.4典型的

IO

口電平標(biāo)準(zhǔn)，需滿足表

B.3

B.4

電平要求：表B.3

電平要求示例表B.4

電平要求示例B.5典型的音頻傳輸速率下，需滿足表

時序要求。表B.5

時序要求示例載準(zhǔn)．ｂｗｗ學(xué)兔兔ｗｚｆｘｗ．ｃ