拼技術(shù)硬核，ADI打造創(chuàng)新音頻總線走入全球90%的汽車廠商

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

此外，考慮到電動(dòng)汽車的行車安全，去年歐盟下令要求所有電動(dòng)汽車在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、沒有噪音的電動(dòng)汽車。而要讓虛擬引擎聲接近真實(shí)，對汽車外掛音響數(shù)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(tǒng)用于為電動(dòng)(EV)和混合動(dòng)力汽車(HEV)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)聲音

從上述案例不難看出，車用音頻正從過去單純的娛樂系統(tǒng)，向信號輸入、觸發(fā)、處理與反饋的方向發(fā)展，并開始與汽車駕駛緊密結(jié)合。不管如何，有一種趨勢是確定的，那就是汽車上的音頻設(shè)備將越來越多，音頻質(zhì)量將越來越好。而要協(xié)調(diào)所有這些音頻設(shè)備，并傳輸高質(zhì)量的音頻信號，車用音頻總線變得不可或缺。

技術(shù)硬核，A2B挑戰(zhàn)傳統(tǒng)總線技術(shù)

提起車用音頻總線，業(yè)內(nèi)人士容易聯(lián)想到MOST。

MOST (Media Oriented System Transport) 是一種面向媒體的系統(tǒng)傳輸總線，用于滿足要求嚴(yán)格的車載環(huán)境。這種基于光纖的網(wǎng)絡(luò)最高能夠支持50Mbps的數(shù)據(jù)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?qū)＠肮饫w收發(fā)器成本過高等原因，過去MOST常見于高端車型。但事實(shí)上近年來車用音頻總線或成為汽車標(biāo)配，市場需要一種既能在中高端車型上應(yīng)用，也符合入門級汽車成本要求的泛用方案，作為全球汽車電子解決方案領(lǐng)先供應(yīng)商，ADI適時(shí)地提出了極具成本和性能優(yōu)勢的汽車音頻總線方案——ADI車用音頻總線（A2B）技術(shù)，為車輛信息娛樂系統(tǒng)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(xiàn)語音識別和有源噪聲消除等多種應(yīng)用。A2B節(jié)省BOM成本的特性特別值得一提，A2B無需在每一個(gè)節(jié)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(jié)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(shù)字總線，因?yàn)樾枰黾庸芾砥湎嚓P(guān)的軟件協(xié)議棧，所以必須在每一個(gè)節(jié)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(dǎo)致成本上升。

另外，A2B收發(fā)器在一條非屏蔽雙絞線上傳輸音頻、I2C控制、低速GPIO、時(shí)鐘和幻象供電信號，這也可以降低系統(tǒng)總BOM成本。首先與傳統(tǒng)音頻連接方案相比，物理線纜的數(shù)量有所減少，而且實(shí)際采用的線纜可以是成本更低、重量更輕的非屏蔽雙絞線，而非相對較為昂貴的屏蔽線纜。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300 mA的電流，每個(gè)節(jié)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，無需在各個(gè)節(jié)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(tǒng)成本。

而更重要的是，A2B可以幫助節(jié)省研發(fā)成本。A2B技術(shù)可為多種音頻輸入輸出設(shè)備提供相當(dāng)靈活的連接，還支持SigmaStudio?圖形設(shè)計(jì)環(huán)境，可大幅簡化采用A2B的系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程。SigmaStudio能夠通過使用業(yè)界領(lǐng)先的圖形化編程工具鏈，無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總線帶寬計(jì)算器和誤碼率測試儀(BERT)。提供系統(tǒng)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(tǒng)原型設(shè)計(jì)，從而加快系統(tǒng)的早期理念驗(yàn)證以及功能測試、功能驗(yàn)證和功能調(diào)試。

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

我們常常忽略總線技術(shù)上的變革帶來的應(yīng)用創(chuàng)新機(jī)會，A2B除了讓布線更簡單，例如車機(jī)可以通過非屏蔽雙絞線直接連接麥克風(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(yīng)用，比如更適應(yīng)高級音頻算法。因?yàn)橐纛l節(jié)點(diǎn)有固定的延遲，可憑借DSP算法確保車內(nèi)不同位置的音區(qū)獨(dú)立性，以及實(shí)現(xiàn)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，還可為汽車廠商的設(shè)計(jì)提供很多擴(kuò)展空間，比如環(huán)繞聲、音頻分區(qū)、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車內(nèi)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)車提供對外警示音、模擬聲浪等功能。

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

A2B“連升三級”，創(chuàng)新汽車音頻總線走向主流應(yīng)用

與其他“歷史悠久”的汽車總線相比，A2B是標(biāo)準(zhǔn)的“10后”——2014年10月ADI推出了A2B的首款產(chǎn)品AD2410，接著很快連續(xù)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(qiáng)型A2B收發(fā)器，在前代產(chǎn)品引腳兼容的基礎(chǔ)上，大幅提高總線帶寬利用率。2018年6月，ADI再次宣布推出三款A(yù)2B收發(fā)器，新的AD242x系列提供接口驅(qū)動(dòng)能力的配置，從而開發(fā)人員可以讓系統(tǒng)性能適應(yīng)更高規(guī)格的汽車OEM EMC的規(guī)范要求。

ADI增強(qiáng)型A2B收發(fā)器

從初代產(chǎn)品開始，就有全球領(lǐng)先的汽車制造商認(rèn)同A2B為汽車音頻帶來的革新。福特公司早在2016年投入生產(chǎn)的四個(gè)汽車平臺上就使用了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，松下汽車系統(tǒng)美國公司發(fā)現(xiàn)該技術(shù)可大大降低新一代信息娛樂系統(tǒng)的布線復(fù)雜度和相關(guān)成本以及重量，而這是松下OEM客戶的重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域。

就在前不久，ADI公司宣布比亞迪也開始采用 ADI 公司 A2B總線技術(shù)以打造更節(jié)能環(huán)保的汽車平臺，比亞迪公司認(rèn)為A2B音頻總線使得比亞迪汽車能夠進(jìn)一步提升駕駛座艙信息娛樂系統(tǒng)的性能和體驗(yàn)，降低設(shè)計(jì)復(fù)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)新滿足人們對美好生活的向往”這一造車?yán)砟?。?jù)ADI 公司透露，短短5年時(shí)間，A2B音頻總線已成功與全球 90% 的汽車制造商合作實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新的汽車信息娛樂體驗(yàn)。

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