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知识路径： > 嵌入式系统硬件基础知识 > 嵌入式系统I/O > 嵌入式系统的音频和视频接口 >
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相关知识点：12个
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目前，越来越多的嵌入式系统产品，如CD、手机、MP3、MD、VCD、DVD、数字电视等，引入了数字音频系统。这些产品中数字化的声音信号由一系列的超大规模集成电路处理，常用的数字声音处理需要的集成电路包括A/D转换器和D/A转换器、数字信号处理器（DSP）、数字滤波器和数字音频输入／输出接口及设备（麦克风、话筒）等。麦克风输入的数据经音频编解码器解码完成A/D转换。解码后的音频数据送入通过音频控制器送入DSP或CPU进行相应的处理。音频输出数据经音频控制器发送给音频编码器，经编码D/A转换后由扬声器输出。
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数字音频数据有多种不同格式。下面简要介绍3种最常用的格式：采样数字音频（PCM）、MPEG层3音频（MP3）和ATSC数字音频压缩标准（AC3）。
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.PCM数字音频是CD-ROM或DVD采用的数据格式。对左右声道的音频信号采样得到PCM数字信号，采样率为44.1kHz，精度为16位或32位。因此，精度为16位时，PCM音频数据速率为1.41Mb/s；32位时为2.42Mb/s。一张700MB的CD可保存大约60分钟的16位PCM数据格式的音乐。
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.MP3是MP3播放器采用的音频格式，对PCM音频数据进行压缩编码。立体声MP3数据速率为112kb/s至128kb/s。对于这种数据速率，解码后的MP3声音效果与CD数字音频的质量相同。
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.AC3是数字TV、HDTV和电影数字音频编码标准。立体声AC3编码后的数据速率为192kb/s。
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数字音频系统需要多种集成电路，所以为这些电路提供一个标准的通信协议非常重要。IS总线是Philips公司提出的音频总线协议，全称是数字音频集成电路通信总线（Inter-IC Sound Bus，IIS），它是一种串行的数字音频总线协议。音频数据的编码或解码的常用串行音频数字接口是IIS总线。
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IIS总线只处理声音数据，其他控制信号等则需单独传输。IIS使用了3根串行总线，以尽量减少引出管脚，这3根线分别是：提供分时复用功能的数据线、字段选择线（声道选择）、时钟信号线。
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VGA（Video Graphics Array）接口，也叫D-Sub接口，它负责向显示器输出相应的图像信号，是电脑与显示器之间的桥梁。CRT显示器因为设计制造上的原因，只能接受模拟信号输入，这就需要显卡能输出模拟信号，VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口。虽然液晶显示器可以直接接收数字信号，但很多低端产品为了与有VGA接口的显卡相匹配，也采用VGA接口。
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VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型，多数的显卡都带有此种接口。但当VGA接口用于连接液晶之类的显示设备时，转换过程的图像损失会使显示效果略微下降。
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复合视频信号（CVBS）接口，也就是通常所称的RCA接口。它是一种最简单、应用最普及的视频信号接口，广泛应用于VCD、DVD、电视机等视频设备。复合视频将亮度信号和色度信号采用频谱间置方法复合在一起，因此容易导致亮色串扰、清晰度降低等问题，是所有视频接口中传输质量最差的一种接口。
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S-Video接口也称S端子，它是随着摄像机、S-VHS录像机的发展而兴起的视频接口，目前也非常流行。S-Video中将亮度信号Y和色度信号C分开传输，确保亮度信号不会受到色度信号的干扰，使视频传输效果得到了很大改善，在非专业应用中是一种理想的模拟视频接口。
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分量视频接口也叫色差输出，是美国、中国的标准视频接口，与CVBS接口一样，常见于DVD播放机和电视机。分量视频接口在S-Video的基础上又将色度信号分为2个色差信号。因此传输效果得以提升，色差信号和RGB三原色信号的图像质量相当，目前是3种模拟视频接口中效果最好的。
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DVI全称为Digital Visual Interface，它是1999年由Silicon Image、Intel（英特尔）、Compaq（康柏）、IBM、HP（惠普）、NEC、Fujitsu（富士通）等公司共同组成DDWG（Digital Display Working Group，数字显示工作组）推出的接口标准。
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目前的DVI接口分为两种，一个是DVI-D接口。DVI-D接口只能接收数字信号，不兼容模拟信号。
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高清晰度多媒体接口（High-Definition Multimedia Interface）。它是基于DVI制定的一种更方便的数字多媒体接口，并在DVI基础上增加了数字音频信号传输功能。DVI接口多应用于PC中，而HDMI接口主要应用于高清电视等消费电子产品中。
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HDMI是首个也是业界唯一支持的不压缩全数字音频／视频接口。HDMI通过在一条线缆中传输高清晰、全数字的音频和视频内容，极大简化了布线，为消费者提供最高质量的家庭影院体验，是HD和消费类电子市场的标准数字接口。
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相对于现有的模拟视频接口如复合、S-Video和分量视频，HDMI具有以下优点：
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.视频图像质量高。单线集成视频和多声道音频，易用性好。
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.支持视频源（如DVD播放机）和数字显示器（DTV）之间的双向通信，可实现新功能，例如视频分辨率和屏幕长宽比的自动配置和一键播放等功能。可传输高质量的音频，具有更大的带宽，支持最新的无损失音频格式。
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