拼技術(shù)硬核，ADI打造創(chuàng )新音頻總線(xiàn)走入全球90%的汽車(chē)廠(chǎng)商

隨著(zhù)人工智能的發(fā)展，語(yǔ)音交互技術(shù)正在各個(gè)領(lǐng)域扎根，汽車(chē)也不例外。早在 2002年，英菲尼迪就推出了世界首款可用語(yǔ)音控制的汽車(chē)，而今天語(yǔ)音識別控制功能已經(jīng)成為很多新車(chē)型的一大賣(mài)點(diǎn)。語(yǔ)音識別之外，外置麥克風(fēng)的環(huán)境聲探測在A(yíng)DAS中也發(fā)揮關(guān)鍵作用，猶如汽車(chē)的耳朵，犬吠聲、喇叭聲、警報聲......聲音信號有助于讓ADAS系統更加有效地掌握周邊環(huán)境。

此外，考慮到電動(dòng)汽車(chē)的行車(chē)安全，去年歐盟下令要求所有電動(dòng)汽車(chē)在2021年前加裝能夠發(fā)出虛擬引擎聲的裝置，以使路人能注意到低速行駛、沒(méi)有噪音的電動(dòng)汽車(chē)。而要讓虛擬引擎聲接近真實(shí)，對汽車(chē)外掛音響數量與音頻音質(zhì)提出了新的要求。

ADI基于其DSP技術(shù)推出一款嵌入式系統用于為電動(dòng)(EV)和混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機聲音

從上述案例不難看出，車(chē)用音頻正從過(guò)去單純的娛樂(lè )系統，向信號輸入、觸發(fā)、處理與反饋的方向發(fā)展，并開(kāi)始與汽車(chē)駕駛緊密結合。不管如何，有一種趨勢是確定的，那就是汽車(chē)上的音頻設備將越來(lái)越多，音頻質(zhì)量將越來(lái)越好。而要協(xié)調所有這些音頻設備，并傳輸高質(zhì)量的音頻信號，車(chē)用音頻總線(xiàn)變得不可或缺。

技術(shù)硬核，A2B挑戰傳統總線(xiàn)技術(shù)

提起車(chē)用音頻總線(xiàn)，業(yè)內人士容易聯(lián)想到MOST。

MOST (Media Oriented System Transport) 是一種面向媒體的系統傳輸總線(xiàn)，用于滿(mǎn)足要求嚴格的車(chē)載環(huán)境。這種基于光纖的網(wǎng)絡(luò )最高能夠支持50Mbps的數據速率，與以前的銅纜相比具有減輕重量和減小EMI的優(yōu)勢。

但因專(zhuān)利及光纖收發(fā)器成本過(guò)高等原因，過(guò)去MOST常見(jiàn)于高端車(chē)型。但事實(shí)上近年來(lái)車(chē)用音頻總線(xiàn)或成為汽車(chē)標配，市場(chǎng)需要一種既能在中高端車(chē)型上應用，也符合入門(mén)級汽車(chē)成本要求的泛用方案，作為全球汽車(chē)電子解決方案領(lǐng)先供應商，ADI適時(shí)地提出了極具成本和性能優(yōu)勢的汽車(chē)音頻總線(xiàn)方案——ADI車(chē)用音頻總線(xiàn)（A2B）技術(shù)，為車(chē)輛信息娛樂(lè )系統提供關(guān)鍵支持。

A2B產(chǎn)品可提供高保真音頻，并使音頻布線(xiàn)重量減少75%，從而提高燃油效率。A2B產(chǎn)品組合可幫助實(shí)現語(yǔ)音識別和有源噪聲消除等多種應用。A2B節省BOM成本的特性特別值得一提，A2B無(wú)需在每一個(gè)節點(diǎn)都使用昂貴的集成了大容量存儲器的微控制器，即使在主節點(diǎn)，也僅僅需要只包含I2C接口的微控制器即可。而MOST或以太網(wǎng)AVB等數字總線(xiàn)，因為需要增加管理其相關(guān)的軟件協(xié)議棧，所以必須在每一個(gè)節點(diǎn)都使用高價(jià)格、集成了大容量存儲器的微控制器，從而導致成本上升。

另外，A2B收發(fā)器在一條非屏蔽雙絞線(xiàn)上傳輸音頻、I2C控制、低速GPIO、時(shí)鐘和幻象供電信號，這也可以降低系統總BOM成本。首先與傳統音頻連接方案相比，物理線(xiàn)纜的數量有所減少，而且實(shí)際采用的線(xiàn)纜可以是成本更低、重量更輕的非屏蔽雙絞線(xiàn)，而非相對較為昂貴的屏蔽線(xiàn)纜。更最重要的是，對于特殊使用案例，A2B技術(shù)可提供小功率的幻象電源，整條A2B菊花鏈上可以傳輸不超過(guò)300 mA的電流，每個(gè)節點(diǎn)支持輸出最大50mA的電流。有了這個(gè)小功率的幻象供電功能，無(wú)需在各個(gè)節點(diǎn)的音頻模塊上使用本地電源，從而進(jìn)一步降低總系統成本。

而更重要的是，A2B可以幫助節省研發(fā)成本。A2B技術(shù)可為多種音頻輸入輸出設備提供相當靈活的連接，還支持SigmaStudio?圖形設計環(huán)境，可大幅簡(jiǎn)化采用A2B的系統設計流程。SigmaStudio能夠通過(guò)使用業(yè)界領(lǐng)先的圖形化編程工具鏈，無(wú)需軟件編程就可以初始化A2B網(wǎng)絡(luò )并配置所有的寄存器。SigmaStudio環(huán)境中還包含A2B總線(xiàn)帶寬計算器和誤碼率測試儀(BERT)。提供系統級全方位A2B功能評估，可快速完成實(shí)際A2B網(wǎng)絡(luò )的系統原型設計，從而加快系統的早期理念驗證以及功能測試、功能驗證和功能調試。

用創(chuàng )新音頻總線(xiàn)技術(shù)賦能汽車(chē)功能創(chuàng )新

我們常常忽略總線(xiàn)技術(shù)上的變革帶來(lái)的應用創(chuàng )新機會(huì )，A2B除了讓布線(xiàn)更簡(jiǎn)單，例如車(chē)機可以通過(guò)非屏蔽雙絞線(xiàn)直接連接麥克風(fēng)模組，并且支持麥克風(fēng)陣列。其實(shí)還有更多的創(chuàng )新應用，比如更適應高級音頻算法。因為音頻節點(diǎn)有固定的延遲，可憑借DSP算法確保車(chē)內不同位置的音區獨立性，以及實(shí)現回聲消除、配合麥克風(fēng)和功放進(jìn)行ANC主動(dòng)降噪、配合支持A2B接口的加速度傳感器進(jìn)行RNC路噪消除等功能。

事實(shí)上，利用ADI的A2B與DSP以及振動(dòng)傳感器和電源管理產(chǎn)品的組合，還可為汽車(chē)廠(chǎng)商的設計提供很多擴展空間，比如環(huán)繞聲、音頻分區、聲音合成、麥克風(fēng)波束成形、超寬帶AEC/NR、主動(dòng)回聲消除加背景噪音消除、ANC主動(dòng)降噪、RNC路噪消除、ICC車(chē)內通信等功能，而這些是目前需求量非常大的新功能。另外還能為電動(dòng)車(chē)提供對外警示音、模擬聲浪等功能。

此外系統級診斷也是A2B的一大亮點(diǎn)。所有A2B節點(diǎn)都能夠識別多種故障狀況，其中包括斷路、線(xiàn)束反接或線(xiàn)束短路至電源或地等。在出現斷路、線(xiàn)束短路或線(xiàn)束反接等故障時(shí)，故障上游的A2B節點(diǎn)仍然能夠正常工作，從而保證系統完整性。診斷功能還提供高效隔離系統級故障的能力，有助于后續維修。

A2B“連升三級”，創(chuàng )新汽車(chē)音頻總線(xiàn)走向主流應用

與其他“歷史悠久”的汽車(chē)總線(xiàn)相比，A2B是標準的“10后”——2014年10月ADI推出了A2B的首款產(chǎn)品AD2410，接著(zhù)很快連續幾次迭代，產(chǎn)品性能“連升三級”。2017年1月，ADI宣布推出三款增強型A2B收發(fā)器，在前代產(chǎn)品引腳兼容的基礎上，大幅提高總線(xiàn)帶寬利用率。2018年6月，ADI再次宣布推出三款A2B收發(fā)器，新的AD242x系列提供接口驅動(dòng)能力的配置，從而開(kāi)發(fā)人員可以讓系統性能適應更高規格的汽車(chē)OEM EMC的規范要求。

ADI增強型A2B收發(fā)器

從初代產(chǎn)品開(kāi)始，就有全球領(lǐng)先的汽車(chē)制造商認同A2B為汽車(chē)音頻帶來(lái)的革新。福特公司早在2016年投入生產(chǎn)的四個(gè)汽車(chē)平臺上就使用了A2B系列的首款產(chǎn)品，并將A2B作為其首要信息娛樂(lè )網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。而作為ADI A2B技術(shù)的早期實(shí)施者，松下汽車(chē)系統美國公司發(fā)現該技術(shù)可大大降低新一代信息娛樂(lè )系統的布線(xiàn)復雜度和相關(guān)成本以及重量，而這是松下OEM客戶(hù)的重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域。

就在前不久，ADI公司宣布比亞迪也開(kāi)始采用 ADI 公司 A2B總線(xiàn)技術(shù)以打造更節能環(huán)保的汽車(chē)平臺，比亞迪公司認為A2B音頻總線(xiàn)使得比亞迪汽車(chē)能夠進(jìn)一步提升駕駛座艙信息娛樂(lè )系統的性能和體驗，降低設計復雜度和成本、提升燃油/電池效率，這符合比亞迪公司“用技術(shù)創(chuàng )新滿(mǎn)足人們對美好生活的向往”這一造車(chē)理念。據ADI 公司透露，短短5年時(shí)間，A2B音頻總線(xiàn)已成功與全球 90% 的汽車(chē)制造商合作實(shí)現了創(chuàng )新的汽車(chē)信息娛樂(lè )體驗。

比亞迪采用 A2B總線(xiàn)技術(shù)以打造能效更高、更節能環(huán)保的汽車(chē)平臺