第6章 IIS音频控制器

本章首先将介绍常见数字音频复制技术、数字音频系统构成、音频编解码芯片构成、嵌入式数字音频接口标准AC97、IIS、S/PDIF，在此基础上，还将给出DemoSoC的IIS接口控制器模块的设计原理和源代码分析。

6.1 音频复制技术

6.1.1 单声道

单声道是比较原始的声音复制形式，早期的声卡采用得比较普遍。当通过两个扬声器回放单声道信息的时候，可以明显感觉到声音是从两个音箱中间传递到耳朵里的。这种缺乏位置感的录制方式用现在的眼光看自然是很落后的，但在声卡刚刚起步时，已经是非常先进的技术了。

6.1.2 立体声

单声道缺乏对声音位置的定位，而立体声技术则彻底改变了这一状况。声音在录制过程中被分配到两个独立的声道，从而达到了很好的声音定位效果。这种技术在音乐欣赏中显得尤为有用，听众可以清晰地分辨出各种音乐来自的方向，从而使音乐更富想象力，更加接近于现场感受。立体声技术广泛运用于自Sound Blaster Pro以后的大量声卡，成为了影响深远的一个音频标准。时至今日，立体声依然是许多产品遵循的技术标准。

6.1.3 四声道环绕

人们的欲望是无止境的，立体声虽然满足了人们对左右声道位置感体验的要求，但是随着技术的进一步发展，大家逐渐发现双声道已经越来越不能满足需求。PCI声卡的大宽带带来了许多新的技术，其中发展最为神速的当数三维音效。三维音效的主旨是为人们带来一个虚拟的声音环境，通过特殊的HRTF技术营造一个趋于真实的声场，从而获得更好的游戏听觉效果和声场定位。而要达到好的效果，仅仅依靠两个音箱是远远不够的，所以立体声技术在三维音效面前就显得捉襟见肘了，新的四声道环绕音频技术则很好的解决了这一问题。四声道环绕规定了4个发音点，即前左、前右，后左、后右，听众则被包围在这中间。同时还建议增加一个低音音箱，以加强对低频信号的回放处理（这也就是如今4.1声道音箱系统广泛流行的原因）。就整体效果而言，四声道系统可以给听众带来来自多个不同方向的声音环绕，可以获得身临各种不同环境的听觉感受，给用户以全新的体验。如今四声道技术已经广泛融入于各类中高档声卡的设计中，成为未来发展的主流趋势。

6.1.4 5.1声道

5.1声道已广泛运用于各类传统影院和家庭影院中，一些比较知名的声音录制压缩格式，比如杜比AC-3（Dolby Digital）、DTS等都是以5.1声音系统为技术蓝本的。其实5.1声音系统来源于4.1环绕，不同之处在于它增加了一个中置单元。这个中置单元负责传送低于80Hz的声音信号，在欣赏影片时有利于加强人声，把对话集中在整个声场的中部，以增加整体效果。相信每一个真正体验过Dolby AC-3音效的朋友都会为5.1声道所折服。

6.1.5 定位音效

定位音效应用在声卡上大概是在三四年前的A3D定位音效，这是由Aureal公司应用在其音效芯片上的一个音效定位算法，主要目的在使用二支音箱仿真声音在3D空间中的位置。由于当时声卡还没有出现多声道的产品，所以A3D定位音效的推出，震撼了喜好计算机游戏的使用者，在当时，许多游戏也标榜着使用A3D定位音效，这也促使其成为业界的一个标准。除了A3D之外，还有其他的定位音效算法，其中一个是目前使用较为广泛的Q3D，在中国台湾，大部分的声卡都采用此定位音效；另一种则是Sensaura，此种定位音效则较常被国外产品采用。不过虽说以二音箱就可仿真出3D空间的位置，但毕竟还是用“仿真”的，再怎么准确的位置恐怕也比不上直接以四音箱的定位来得好。

6.1.6 环境音效

不知读者是否曾经注意到，在空旷的地方与在房子内说话时，声音的感觉不一样，这种在不同的环境中所产生的不同声音效果就是环境音效。而在计算机技术快速进步的今日，利用不同的演算方式，将声音仿真成不同环境中的效果，已不是件难事，其中差别只是在于效果的真实度及效果是否明显，其中最为使用者津津乐道的大概就属Creative的EAX环境音效了。当然，除了EAX之外还有其他不同的算法，分别属于不同的厂商。而环境音效的应用最常出现在计算机游戏之中，特别是属于3D实时的游戏，在各种场景之中，不同的声音在不同的环境中，有着不同的效果，借以营造出趋于真实的感受，如此使用者就很容易融入整个游戏的剧情之中。