智能座艙的變革及ADI的解決方案

　　迎?九?（《電子產(chǎn)品世界》?編輯）

　　汽車(chē)電子正推動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行一場(chǎng)深刻變革。據德勤2019年“全球汽車(chē)供應商調研報告”（圖1），從2018—2025年的預期來(lái)看，汽車(chē)重點(diǎn)發(fā)展方向之一是電動(dòng)化，相關(guān)的驅動(dòng)系統以及電池/燃料電池，都有約3倍的增幅。另外，自動(dòng)駕駛/ADAS和相應的傳感器部分，也會(huì )有超過(guò)2倍的增長(cháng)。再有，與電氣化相關(guān)的智能座艙也有快速發(fā)展。與此相對照的是，汽車(chē)的傳統業(yè)務(wù)相對增長(cháng)緩慢或慢慢開(kāi)始下跌。

　　近日，ADI中國汽車(chē)技術(shù)市場(chǎng)高級經(jīng)理王星煒先生介紹了智能座艙解決方案。

　　智能化座艙的趨勢如下。

　　1）未來(lái)座艙會(huì )變成更加智能的座艙，變成一個(gè)非常獨立的聲音分區，可以說(shuō)坐在車(chē)的不同位置，聽(tīng)到的完全可以不一樣，這就需要非常強大的DSP處理器來(lái)做處理，需要主動(dòng)降噪（ANC）技術(shù)。為了減輕線(xiàn)纜重量，有很多車(chē)型在應用A²B總線(xiàn)。

　　2）人機操控的界面變得更加智能，例如通過(guò)紅外非接觸式手勢操控，還有現在比較流行的ToF攝像頭/帶景深攝像頭，把人的表情、手勢采集下來(lái)，做出相應的算法以后進(jìn)行非接觸操控。這種操控技術(shù)在手機上應用比較廣泛，例如手機的人臉識別和手勢識別，未來(lái)智能化座艙也將會(huì )引入這種人機交互系統。

　　3）隨著(zhù)自動(dòng)駕駛的普及，相應的駕駛員監控系統也會(huì )變得越來(lái)越重要，會(huì )有駕駛員的注意力監控系統，看駕駛員是不是一直在注意路況，是不是有能力接管駕駛權。

　　4）對駕駛員健康狀況的監控，可以去監測駕駛員心率或者血壓，監測駕駛員的狀態(tài)是不是適合去駕駛。如果不適合駕駛，自動(dòng)駕駛的相關(guān)功能會(huì )去接管汽車(chē)，停到路邊聯(lián)系并啟動(dòng)緊急呼叫系統。

　　由于未來(lái)座艙系統變得非常復雜，因此不僅需要芯片解決方案，也需要相應的算法支持。因此，ADI等芯片公司不僅提供芯片，而且還有相應的軟件和算法，使各種應用可以快速普及到市場(chǎng)上。

　　其中，沉浸式音頻體驗所蘊含的技術(shù)包括A²B的總線(xiàn)和主動(dòng)降噪。

　　1 A²B總線(xiàn)

　　A²B（車(chē)內音頻總線(xiàn)，Automotive Audio Bus）是數字化的音頻總線(xiàn)，主要特點(diǎn)是可以使電動(dòng)車(chē)的能耗更低，使續航里程更長(cháng)；因為傳統上音響的線(xiàn)束很粗，以保證音質(zhì)。A²B技術(shù)把傳統音響數字化以后，因而對線(xiàn)束的要求就會(huì )降低，使線(xiàn)材重量小，相應地布線(xiàn)更簡(jiǎn)單，成本也會(huì )更低。

　　2 主動(dòng)降噪

　　主動(dòng)降噪（ANC）在耳機中最為常見(jiàn)：會(huì )把噪音濾除掉，用戶(hù)只會(huì )聽(tīng)到想聽(tīng)的音樂(lè )和與別人交流的聲音。在汽車(chē)應用中，主動(dòng)降噪可以把車(chē)內的噪音，諸如路噪和發(fā)動(dòng)機的噪音消除掉，即把聲音管理得更好。

　　主動(dòng)降噪的工作原理是把噪音采集過(guò)來(lái)，就是相應的聲音波形。通過(guò)喇叭處理后，給出一個(gè)反向的波形，經(jīng)過(guò)抵消就會(huì )變成幅度較小的音頻波形，因而噪音變小了，變得更加安靜（如圖2）。

　　具體地，傳統車(chē)內會(huì )有很多音響和喇叭的布線(xiàn)。主動(dòng)降噪技術(shù)會(huì )由控制器來(lái)控制這些喇叭，同時(shí)也會(huì )有A²B總線(xiàn)相應地把車(chē)內不同位置的麥克風(fēng)的噪音收集下來(lái)。除此之外，車(chē)在行駛中，有些噪音是非常低頻的噪音，這是來(lái)自于車(chē)的震動(dòng)，所以主動(dòng)降噪控制器也會(huì )把車(chē)身四周的加速度、震動(dòng)信息等傳到主動(dòng)處理的控制器。這個(gè)控制器核心的技術(shù)往往是DSP技術(shù)。

　　ADI的音頻處理DSP技術(shù)與主動(dòng)降噪的優(yōu)勢有二：①高的雙向傳輸速率，對應的線(xiàn)束拓撲成本很低；同時(shí)傳輸延時(shí)也非常低，這樣可以帶來(lái)非常好的聲音處理表現。②滿(mǎn)足車(chē)規級要求。

　?。ㄗⅲ罕疚膩?lái)源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2020年第05期。）