先了解不同接口的優缺點而后選擇元件，這有利于更加合理地選擇元件，保證信號鏈的高效實現。

隨著音頻集成電路轉向更精細的工藝尺度，要在相同一片高密度數字電路硅片上設計出高性能的模擬電路變得更為困難，集成的性價比減小。因此，音頻系統架構師正在將音頻信號鏈中的模擬部分進一步推至輸出和輸入端，而相互間以數碼方式連接起來。
如圖1所示，傳統的音頻信號鏈中有麥克風、前置放大器、模/數轉換器（ADC）、數/模轉換器(DAC)、輸出放大器，以及揚聲器，它們之間使用模擬信號連接。但是，由于模擬電路被推到了信號鏈的邊緣，信號鏈中各集成電路間將出現更多數字接口。DSP通常是數字連接，換能器、放大器一般而言只有模擬接口，但現在也正在包含數字接口的功能。
目前，集成電路設計人員正在將換能器內的ADC、DAC和調制器集成到信號鏈的另一端，這樣就不必在印刷電路板(PCB)上布放任何模擬音頻信號，并且減少了信號鏈中的器件數量。圖2給出了一個完整數字音頻信號鏈的例子。
數字音頻數據傳輸現在有許多標準。很多格式都可以用于在同一塊PCB上實現IC間的通信，如I2S（IC間音頻）、TDM（時分復用）和PDM（脈沖分時復用）等格式。其它音頻格式則主要面向不同印刷電路板之間通過電纜的數據連接，如S/PDIF和以太AVB。
本文的重點是IC之間數字音頻格式的區別與優缺點。如選擇了數字接口不匹配的音頻組件，則會不必要地使系統設計變得更加復雜。了解不同接口的優缺點后再選擇部件，有助于提高組件選擇效率和保證信號鏈的最高效實現。
IC之間音頻(12S)是用于集成電路之間音頻數據傳輸的最常見數字音頻格式。飛利浦半導體（即現在的恩智浦半導體）于1986年推出了12S標準。1996年對該格式進行了修訂。該接口首次廣泛應用于CD播放器的設計,現在幾乎在涉及集成電路間數字音頻數據轉換的任何應用上都可以看到該接口。多數音頻ADC、DAC、DSP，與采樣速率轉換器，以及一些微控制器都帶有I2S接口。
一個I2S總線會使用三根信號線做數據傳輸：幀時鐘，位時鐘，以及數據線。接收IC、發送IC，甚至一個單獨的時鐘主控IC都可以生成兩個時鐘，這取決于系統架構(圖3)。帶有I2S端口的集成電路通常可以設置為主模式或從模式。除非設計的信號鏈中使用了采樣率轉換器，否則系統通常會有單一的I2S主設備，以避免出現數據同步問題。

對于這些信號，飛利浦標準中將字選擇命名為WS，時鐘命名為SCK，數據命名為SD，然而電路制造商似乎很少在自己的IC數據表中使用這些名稱。字選擇另稱為LRCLK，表示“左/右時鐘”，而SCK則另稱為BCLK，指位時鐘，或叫SCLK，即串行時鐘。
IC串行數據管腳的名稱因不同的電路供應商而不同，甚至同一個供應商各產品間的命名也不同。據音頻IC數據表的一份快速調查顯示，SD信號也可以稱為SDATA、SDIN、SDOUT、DACDAT、ADCDAT，或這些名稱的其他變體，取決于數據管腳是輸入還是輸出。
I2S數據流能夠以一個典型位時鐘速率，攜帶一個或兩個通道的數據，典型的位時鐘率在512 kHz（對應8 kHz采樣速率）與12.288 MHz（為192 kHz采樣速率）之間。數據字的長度通常是16、24，或32位。對于小于32位的數據字長，幀長度一般還是64位，沒有用到的位由發送IC驅動至低電平。
有些IC僅支持每個立體聲音頻幀最大32位或48位時鐘的接口I2S，雖然很少見。如果使用這類IC，系統設計人員就必須確保其連接另一端的設備也支持這些位時鐘率。


圖2 IC設計人員正在換能器中的ADC、DAC和調制器集成到信號鏈的另一端，從而無需在PCB板上布放模擬音頻信號，并減少了信號鏈上的器件數量。圖中是一個完整數字音頻信號鏈的例子。

盡管I2S是最常使用的格式，但也有其它相同三線結構的變體，如左對齊、右對齊和PCM模式。這些格式與I2S的區別在于幀中數據字的位置、時鐘的極性，或每個幀中位時鐘周期的數量。


TDM格式
有些IC支持使用一個公共時鐘的多路I2S數據輸入或輸出，但這樣的方法顯然會增加數據傳輸所需要的管腳數量。當同一個數據線上傳輸兩個以上通道的數據時，就要使用TDM格式。TDM數據流可以承載多達16通道的數據，并有一個類似于I2S的數據/時鐘結構。
每個通道的數據都使用數據總線上的一個槽（Slot），其寬度相當于幀的1/N, 其中N是傳輸通道的數量。出于實用考慮，N通常四舍五入到最近的2次冪(2、4、8、或16)，并且任何多余通道都被空閑。一個TDM幀時鐘通常實現為一位寬的脈沖，這與I2S的50%占空比時鐘相反。超過25 MHz的時鐘速率通常不用于TDM數據，原因是較高的頻率會引起印刷電路板設計者要避免的板面布局問題。
TDM常用于多個源饋入一個輸入端，或單源驅動多只器件的系統。在前一種情況下，（多源饋入一個輸入端)，每個TDM源共享一個公共的數據總線。該信源必須配置為在其適用通道期間才驅動總線，而當其它器件在驅動其它總線時，其驅動器要置為三態。
TDM接口還沒出現類似飛利浦I2S的其他標準，因此，很多IC都有著自己略微不同的TDM實現方法。這些變化體現在時鐘極性、通道配置，以及閑置通道的三態化和驅動上。當然，通常情況下不同IC是可以一起工作的，但系統設計者必須確保一個器件的輸出格式要符合另一只器件輸入端的預期


PDM數據連接
PDM數據連接在手機和平板電腦等便攜音頻應用上方面變得越來越普遍。PDM在尺寸受限應用中優勢明顯，因為它可以將音頻信號的布放圍繞LCD顯示屏等高噪聲電路，而不必處理模擬音頻信號可能面臨的干擾問題。
有了PDM，僅兩根信號線就可以傳輸兩個音頻通道。如圖4系統框圖所示，兩個PDM源將一根公共數據線驅動為一個接收器。系統主控生成一個可被兩個從設備使用的時鐘，這兩個從設備交替使用時鐘的邊緣，通過一根公共信號線將其數據輸出出去。
這些數據調制在一個64×速率上，從而形成一個通常為1到3.2 MHz的時鐘。音頻信號帶寬隨著時鐘頻率的增加而增加，因此，可以在系統中使用較低頻率的時鐘，從而抵消了為節省功耗而降低的帶寬。
基于PDM的架構不同于I2S和TDM之處是，抽取濾波器是不在發送IC中，而是位于接收IC中。源輸出是原始的高采樣率調制數據，如Sigma-Delta調制器的輸出，而不是像I2S中那樣的抽取數據。基于PDM的架構減少了源器件的復雜性，通常會利用已經存在于編解碼器ADC中的抽取濾波器。
通過這種方法,系統設計者不僅可以利用可能已被使用的音頻編解碼器, 也可以利用到數字數據連接對干擾不敏感的優點。此外，通過使用面向編碼器或處理器制造的更精細硅工藝尺度，而不是用于話筒IC的工藝，就可以實現更高效的抽取濾波器。
編解碼器、DPS，和放大器擁有I2S端口很多年了，但直到現在，麥克風等系統輸入設備還是模擬或PDM輸出。隨著數字接口進一步靠近信號鏈的兩端，將需要新的IC來支持新的系統架構。
擁有集成I2S接口的話筒（如Analog Devices公司的ADM441 MEMS話筒）使設計者很容易將該元件做到不容易使用PDM話筒的系統中，或不希望用模擬接口的系統中。只有少部分音頻編解碼器能接受PDM輸入，極少專門針對手機和平板電腦設計的處理器才能原生地接受這種類型數據流。
在有些設計中，一只I2S輸出的話筒可以完全無需任何模擬前端電路，因此很多設計可能只有一只ADC和PGA，從而支持話筒對處理器的單個輸入。這樣一個系統的實例是一種帶數據發射器的無線話筒。無線傳輸SOC可能并沒有內置ADC，因此采用一個I2S話筒，就能實現換能器與發射器之間的完全數字化連接。
I2S、TDM與PDM音頻接口各有其優點與最適合的應用。隨著更多音頻IC從模擬接口轉向數字接口，系統設計者與架構師們會需要了解哪種接口最適合于自己的特定設計。從話筒到DSP再到放大器，這樣一個數字信號鏈可以完全脫離開PCB，而僅存在于音頻域中。