主控端、设备端、传输多声道音频数据的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种传输多声道音频数据的系统，所述传输多声道音频数据的系统包括主控端和设备端，所述设备端与所述主控端通过总线连接；所述主控端包括：时钟调整模块、时钟输出模块和数据接收模块；所述设备端包括：时钟接收模块和数据传输模块。本发明专利技术还提供了主控端、设备端、传输多声道音频数据的方法和系统。本发明专利技术无需为主控端增加接口转换芯片即可实现多声道数据传输的多声道音频总线传输协议，克服了I2S接口在多声道数据传输应用中设计难度高以及硬件成本高的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
主控端、设备端、传输多声道音频数据的方法和系统
本专利技术涉及数字音频领域，具体涉及主控端、设备端、传输多声道音频数据的方法和系统。
技术介绍
在当今的SOC系统中，数字音频的传输必不可少。目前使用最为广泛的数字音频传输标准是由飞利浦公司专为数字音频设备制定的I2S(I2S，又称I2S，Inter-ICSound，集成电路内置音频总线)串行总线接口，其由位时钟BCLK、帧时钟LRCK、串行数据输入SDIN、串行数据输出SDO定义了数字音频的数据传输格式。该接口实现了立体声(左/右声道)传输的规范，能传输双声道的数据。随着时代的发展，音频数据的传输速率逐渐提高，需要传输的数据源个数逐渐变多，常见的音频应用例如7.1声道技术，需要传输8声道DAC解码数据；例如多麦克风矩阵技术，需要传输4-16声道的ADC采样数据，而这些数据一般来自2个以上的独立IC。为了解决这个多声道数据传输问题，当前的主流做法是采用TDM(TimeDivisionmultiplexing,时分复用)技术,在帧时钟LRCK的高低电平内分时传输多声道数据，但这要求通信的双方都实现硬件TDM设计。而现有的硬件方案中，往往存在这样的问题，要么是数据通信双方中的某一方只能支持标准I2S/PCM接口，要么是TDM接口设计的最大声道不能满足应用要求，这对硬件设计带来了难度与成本的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供主控端、设备端、传输多声道音频数据的方法和系统，实现多声道数据传输的多声道音频总线传输协议，克服I2S接口在多声道数据传输应用中设计难度高以及硬件成本高的缺陷。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一方面，本专利技术提供了一种主控端，所述主控端与设备端通过总线连接，所述主控端包括时钟调整模块、时钟输出模块和数据接收模块。所述时钟调整模块用于根据所述设备端的声道数改变帧时钟频率和位时钟频率；所述时钟输出模块用于向所述设备端输出所述改变后的帧时钟和位时钟；及所述数据接收模块用于接收所述设备端基于所述总线的时序关系以所述改变后的帧时钟和位时钟传输的多声道音频数据。进一步，所述改变后的帧时钟和位时钟满足如下公式：bclk＝fs×N×Nbit×n，其中，lrck是帧时钟频率，bclk是位时钟频率，fs是采样频率，Nbit是采样位数，n是正整数，当声道数为偶数时，N等于声道数，当声道数为奇数时，N等于声道数加1。作为本专利技术的改进，所述总线的时序关系为：传输多声道音频数据时，在所述帧时钟发生沿变化后的第2个位时钟开始，按照所述位时钟传输单个声道的数据位，一个帧时钟周期内传输两个声道的音频数据。作为本专利技术的改进，所述数据接收模块接收的多声道音频数据是所述设备端传输的增加了编码位的多声道音频数据。进一步，所述主控端还包括解码模块，所述解码模块用于对所述编码位进行解码后获得声道序号，以区分接收到的数据的声道。作为本专利技术的改进，所述主控端根据所述设备端的每个声道在接入总线后向所述主控端发送的声道请求的个数获得所述声道数。另一方面，本专利技术还提供了一种设备端，所述设备端与主控端通过总线连接，所述设备端包括时钟接收模块和数据传输模块。所述时钟接收模块用于接收所述主控端根据所述设备端的声道数改变帧时钟频率和位时钟频率后输出的改变后的帧时钟和位时钟；及所述数据传输模块用于基于所述总线的时序关系以所述改变后的帧时钟和位时钟传输多声道音频数据。进一步，所述改变后的帧时钟和位时钟满足如下公式：bclk＝fs×N×Nbit×n，其中，lrck是帧时钟频率，bclk是位时钟频率，fs是采样频率，Nbit是采样位数，n是正整数，当声道数为偶数时，N等于声道数，当声道数为奇数时，N等于声道数加1。作为本专利技术的改进，所述总线的时序关系为：传输多声道音频数据时，在所述帧时钟发生沿变化后的第2个位时钟开始，按照所述位时钟传输单个声道的数据位，一个帧时钟周期内传输两个声道的音频数据。作为本专利技术的改进，所述设备端还包括编码位增加模块，所述编码位增加模块用于在待传输的多声道音频数据中增加编码位，以区分数据的声道。进一步，所述编码位增加模块在待传输的多声道音频数据中增加编码位时，将所述数据的有效数据位的低位替换成所述编码位，或在所述数据的有效数据位之外增加所述编码位。作为本专利技术的改进，所述编码位增加模块根据声道序号为各个声道预先设定所述编码位。另一方面，本专利技术还提供了一种主控端传输多声道音频数据的方法，所述主控端与设备端通过总线连接，所述方法包括步骤:根据所述设备端的声道数改变帧时钟频率和位时钟频率；向所述设备端输出所述改变后的帧时钟和位时钟；及接收所述设备端基于所述总线的时序关系以所述改变后的帧时钟和位时钟传输多声道音频数据。进一步，所述改变后的帧时钟和位时钟满足如下公式：bclk＝fs×N×Nbit×n，其中，lrck是帧时钟频率，bclk是位时钟频率，fs是采样频率，Nbit是采样位数，n是正整数，当声道数为偶数时，N等于声道数，当声道数为奇数时，N等于声道数加1。另一方面，本专利技术还提供了一种设备端传输多声道音频数据的方法，所述设备端与主控端通过总线连接，所述方法包括步骤:接收所述主控端根据所述设备端的声道数改变帧时钟频率和位时钟频率后输出的改变后的帧时钟和位时钟；及基于所述总线的时序关系以所述改变后的帧时钟和位时钟传输多声道音频数据。进一步，所述改变后的帧时钟和位时钟满足如下公式：bclk＝fs×N×Nbit×n，其中，lrck是帧时钟频率，bclk是位时钟频率，fs是采样频率，Nbit是采样位数，n是正整数，当声道数为偶数时，N等于声道数，当声道数为奇数时，N等于声道数加1。另一方面，本专利技术还提供了一种主控端，所述主控端与设备端通过总线连接，所述主控端包括时钟调整模块、时钟输出模块和数据传输模块。所述时钟调整模块用于根据所述设备端的声道数改变帧时钟频率和位时钟频率；所述时钟输出模块用于向所述设备端输出所述改变后的帧时钟和位时钟；及所述数据传输模块用于基于所述总线的时序关系以所述改变后的帧时钟和位时钟传输多声道音频数据。进一步，所述改变后的帧时钟和位时钟满足如下公式：bclk＝fs×N×Nbit×n，其中，lrck是帧时钟频率，bclk是位时钟频率，fs是采样频率，Nbit是采样位数，n是正整数，当声道数为偶数时，N等于声道数，当声道数为奇数时，N等于声道数加1。作为本专利技术的改进，所述总线的时序关系为：传输多声道音频数据时，在所述帧时钟发生沿变化后的第2个位时钟开始，按照所述位时钟传输单个声道的数据位，一个帧时钟周期内传输两个声道的音频数据。作为本专利技术的改进，所述主控端还包括编码位增加模块，所述编码位增加模块用于在待传输的多声道音频数据中增加编码位，以区分数据的声道。进一步，所述编码位增加模块在待传输的多声道音频数据中增加编码位时，将所述数据的有效数据位的低位替换成所述编码位，或在所述数据的有效数据位之外增加所述编码位。作为本专利技术的改进，所述编码位增加模块根据声道序号为各个声道预先设定所述编码位。作为本专利技术的改进，所述主控端根据所述设备端的每个声道在接入总线后向所述主控端发送的声道请求的个数获得所述声道数。另一方面，本专利技术还提供了一种设备端，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主控端，所述主控端与设备端通过总线连接，其特征在于，包括:时钟调整模块，用于根据所述设备端的声道数改变帧时钟频率和位时钟频率；时钟输出模块，用于向所述设备端输出所述改变后的帧时钟和位时钟；及数据接收模块，用于接收所述设备端基于所述总线的时序关系以所述改变后的帧时钟和位时钟传输的多声道音频数据。

【技术特征摘要】
1.一种主控端，所述主控端与设备端通过总线连接，其特征在于，包括:时钟调整模块，用于根据所述设备端的声道数改变帧时钟频率和位时钟频率；时钟输出模块，用于向所述设备端输出所述改变后的帧时钟和位时钟；及数据接收模块，用于接收所述设备端基于所述总线的时序关系以所述改变后的帧时钟和位时钟传输的多声道音频数据。2.根据权利要求1所述的主控端，其特征在于，所述改变后的帧时钟和位时钟满足如下公式：bclk＝fs×N×Nbit×n，其中，lrck是帧时钟频率，bclk是位时钟频率，fs是采样频率，Nbit是采样位数，n是正整数，当声道数为偶数时，N等于声道数，当声道数为奇数时，N等于声道数加1。3.根据权利要求1或2所述的主控端，其特征在于，所述总线的时序关系为：传输多声道音频数据时，在所述帧时钟发生沿变化后的第2个位时钟开始，按照所述位时钟传输单个声道的数据位，一个帧时钟周期内传输两个声道的音频数据。4.根据权利要求1或2所述的主控端，其特征在于，所述数据接收模块接收的多声道音频数据是所述设备端传输的增加了编码位的多声道音频数据。5.根据权利要求4所述的主控端，其特征在于，所述主控端还包括解码模块，所述解码模块用于对所述编码位进行解码后获得声道序号，以区分接收到的数据的声道。6.根据权利要求1或2所述的主控端，其特征在于，所述主控端根据所述设备端的每个声道在接入总线后向所述主控端发送的声道请求的个数获得所述声道数。7.一种设备端，所述设备端与主控端通过总线连接，其特征在于，包括:时钟接收模块，用于接收所述主控端根据所述设备端的声道数改变帧时钟频率和位时钟频率后输出的改变后的帧时钟和位时钟；及数据传输模块，用于基于所述总线的时序关系以所述改变后的帧时钟和位时钟传输多声道音频数据。8.根据权利要求7所述的设备端，其特征在于，所述改变后的帧时钟和位时钟满足如下公式：bclk＝fs×N×Nbit×n，其中，lrck是帧时钟频率，bclk是位时钟频率，fs是采样频率，Nbit是采样位数，n是正整数，当声道数为偶数时，N等于声道数，当声道数为奇数时，N等于声道数加1。9.根据权利要求7或8所述的设备端，其特征在于，所述总线的时序关系为：传输多声道音频数据时，在所述帧时钟发生沿变化后的第2个位时钟开始，按照所述位时钟传输单个声道的数据位，一个帧时钟周期内传输两个声道的音频数据。10.根据权利要求8或9所述的设备端，其特征在于，所述设备端还包括编码位增加模块，所述编码位增加模块用于在待传输的多声道音频数据中增加编码位，以区分数据的声道。11.根据权利要求10所述的设备端，其特征在于，所述编码位增加模块在待传输的多声道音频数据中增加编码位时，将所述数据的有效数据位的低位替换成所述编码位，或在所述数据的有效数据位之外增加所述编码位。12.根据权利要求10所述的设备端，其特征在于，所述编码位增加模块根据声道序号为各个声道预先设定所述编码位。13.一种主控端传输多声道音频数据的方法，所述主控端与设备端通过总线连接，其特征在于，包括步骤:根据所述设备端的声道数改变帧时钟频率和位时钟频率；向所述设备端输出所述改变后的帧时钟和位时钟；及接收所述设备端基于所述总线的时序关系以所述改变后的帧时钟和位时钟传输的多声道音频数据。14.根据权利要求13所述的主控端传输多声道音频数据的方法，其特征在于，所述改变后的帧时钟和位时钟满足如下公式：bclk＝fs×N×Nbit×n，其中，lrck是帧时钟频率，bclk是位时钟频率，fs是采样频率，Nbit是采样位数，n是正整数，当声道数为偶数时，N等于声道数，当声道数为奇数时，N等于声道数加1。15.一种设备端传输多声道音频数据的方法，所述设备端与主控端通过总线连接，其特征在于，包括步骤:接收所述主控端根据所述设备端的声道数改变帧时钟频率和位时钟频率后输出的改变后的帧时钟和位时钟；及基于所述总线的时序关系以所述改变后的帧时钟和位时钟传输的多声道音频数据。16.根据权利要求15所述的设备端传输多声道音频数据的方法，其特征在于，所述改变后的帧时钟和位时钟满足如下公式：bclk＝fs×N×Nbit×n，其中，lrck是帧时钟频率，bclk是位时钟频率，fs是采样频率，Nbit是采样位数，n是正整数，当声道数为偶数时，N等于声道数，当声道数为奇数时，N等于声道数加1。17.一种主控端，所述主控端与设备端通过总线连接，其特征在于，包括：时钟调整模块，用于根据所述设备端的声道数改变帧时钟频率和位时钟频率；时钟输出模块，用于向所述设备端输出所述改变后的帧时钟和位时钟；及数据传输模块，用于基于所述总线的时序关系以所述改变后的帧时钟和位时钟传输多声道音频数据。18.根据权利要求17所述的主控端，其特征在于，所述改变后的帧时钟和位时钟满足如下公式：bclk＝fs×N×Nbit×n，其中，lrck是帧时钟频率，bclk是位时钟频率，fs是采样频率，Nbit是采样位数，n是正整数，当声道数为偶数时，N等于声道数，当声道数为奇数时，N等于声道数加1。19.根据权利要求17或18所述的主控端，其特征在于，所述总线的时序关系为：传输多声道音频数据时，在所述帧时钟发生沿变化后的第2个位时钟开始，按照所述位时钟传输单个声道的数据位，一个帧时钟周期内传输两个声道的音频数据。20.根据权利要求17或18所述的主控端，其特征在于，所述主控端还包括编码位增加模块，所述编码位增加模块用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖振华，
申请(专利权)人：珠海全志科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44