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          A2B方案給汽車音頻鏈路瘦身

          作者:黃巖 時(shí)間:2015-12-09 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏
          編者按:隨著汽車音頻鏈路中的節(jié)點(diǎn)數(shù)的提高,傳統(tǒng)音頻鏈路連接方式會(huì)給汽車帶來(lái)增重、布線難、電磁兼容不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題。ADI推出的A2B是一種僅需要使用一組非屏蔽雙絞線就可以雙向傳輸32個(gè)通道音頻數(shù)據(jù)的新型汽車數(shù)字音頻總線,同時(shí)也具有幻象供電、遠(yuǎn)距離故障診斷等特性,因此可以解決多音頻節(jié)點(diǎn)下的增重、布線難、電磁兼容不容易達(dá)標(biāo)等傳統(tǒng)汽車音頻總線所面臨問(wèn)題。本文通過(guò)比較傳統(tǒng)音頻鏈路連接方式和A2B音頻鏈路連接方式的區(qū)別,介紹了A2B的主要特性,提供了使用A2B的汽車音頻鏈路系統(tǒng)連接方案,并且詳細(xì)介紹了在汽車音頻鏈路系統(tǒng)中,如何

          摘要:隨著中的節(jié)點(diǎn)數(shù)的提高,傳統(tǒng)連接方式會(huì)給帶來(lái)增重、布線難、電磁兼容不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題。ADI推出的A2B是一種僅需要使用一組非屏蔽雙絞線就可以雙向傳輸32個(gè)通道音頻數(shù)據(jù)的新型數(shù)字音頻,同時(shí)也具有幻象供電、遠(yuǎn)距離等特性,因此可以解決多音頻節(jié)點(diǎn)下的增重、布線難、電磁兼容不容易達(dá)標(biāo)等傳統(tǒng)汽車音頻所面臨問(wèn)題。本文通過(guò)比較傳統(tǒng)連接方式和音頻鏈路連接方式的區(qū)別,介紹了的主要特性,提供了使用A2B的汽車音頻鏈路系統(tǒng)連接方案,并且詳細(xì)介紹了在汽車音頻鏈路系統(tǒng)中,如何使用A2B來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/283519.htm

            車載娛樂(lè)系統(tǒng)對(duì)于音頻信號(hào)的處理需求日益提升,例如藍(lán)牙通話的回音消除和背景消噪,針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和路噪的艙內(nèi)主動(dòng)降噪,多通道高保真音樂(lè)等,從而導(dǎo)致車上的音頻節(jié)點(diǎn)數(shù)量和音頻數(shù)據(jù)量急劇增加。采用傳統(tǒng)的模擬音頻線連接多個(gè)音頻節(jié)點(diǎn)的方式,會(huì)直接增加大量線纜,增加整車重量,同時(shí)也增加了車載娛樂(lè)系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。

          1 傳統(tǒng)模擬音頻傳輸系統(tǒng)的鏈路

            在帶有主動(dòng)降噪的汽車音頻系統(tǒng)里通常包含藍(lán)牙通話麥克風(fēng)、主動(dòng)降噪麥克風(fēng)、車機(jī)以及車載功放等多個(gè)音頻節(jié)點(diǎn)。以一輛5座乘用車為例,前排座位上各需要一個(gè)誤差麥克風(fēng),后排座位上需要2個(gè)誤差麥克風(fēng),外加一組由3個(gè)麥克風(fēng)陣列組成的藍(lán)牙通話麥克風(fēng),7個(gè)麥克風(fēng)分布于5個(gè)節(jié)點(diǎn)。再加車機(jī)、車載功放和有源低音喇叭之間的多聲道音頻傳輸,這輛乘用車上一共有8個(gè)音頻節(jié)點(diǎn)、十幾個(gè)音頻數(shù)據(jù)通道,如圖1。采用傳統(tǒng)的模擬音頻線纜進(jìn)行連接,將會(huì)需要十幾束模擬音頻線纜。這將大幅增加整車布線的復(fù)雜度以及車身重量。

          2 使用A2B技術(shù)的音頻傳輸系統(tǒng)鏈路

            A2BTM(Automotive Audio Bus)是ADI針對(duì)車載應(yīng)用推出的數(shù)字音頻,只需要使用一束非屏蔽雙絞線就可以雙向傳輸32個(gè)通道的音頻數(shù)據(jù),還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程I2C控制和對(duì)多節(jié)點(diǎn)進(jìn)行,還能對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)提供最大50mA左右的幻象供電的能力。A2B最大支持9個(gè)節(jié)點(diǎn)(1個(gè)主節(jié)點(diǎn)和8個(gè)從節(jié)點(diǎn)),采用菊花鏈形式連接,節(jié)點(diǎn)之間最大支持10米線纜,整條鏈路上支持最大40米距離的線纜,且第一個(gè)節(jié)點(diǎn)和第九個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的音頻數(shù)據(jù)傳遞延遲最大只有50μs。

            基于A2BTM的特性,上述5座乘用車的音頻鏈路可以精簡(jiǎn)為圖2的鏈路,僅需要1束非屏蔽雙絞線就可以將8個(gè)音頻節(jié)點(diǎn)連接起來(lái),在保證節(jié)點(diǎn)間音頻數(shù)據(jù)傳遞實(shí)時(shí)性的前提下,極大降低了整車布線的復(fù)雜度和車身重量,也使得整車更容易通過(guò)EMC/EMI測(cè)試。

            同時(shí),由于A2BTM還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程I2C控制,因此在各個(gè)音頻節(jié)點(diǎn)上,可以省去MCU以及CAN等控制接口。在使用幻象供電的情況下,部分節(jié)點(diǎn)也不需要使用電源芯片。從而為各個(gè)音頻節(jié)點(diǎn)做了瘦身處理,降低了系統(tǒng)成本。

            因此,A2BTM技術(shù)的推出可以幫助車廠解決傳統(tǒng)模擬音頻傳輸鏈路在多音頻節(jié)點(diǎn)中所帶來(lái)的一系列難題。

          3 故障診斷系統(tǒng)

            在車載應(yīng)用中,故障診斷能力至關(guān)重要。傳統(tǒng)模擬音頻線的鏈路中,需要在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中嵌入處理器進(jìn)行故障診斷,再經(jīng)CAN等總線傳遞到主機(jī)端。在A2B音頻鏈路中,由于A2B可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端故障診斷數(shù)據(jù)的傳輸,因此可以代替CAN來(lái)完成診斷功能。A2B的故障診斷不僅包括自身的線診斷而且包括對(duì)各節(jié)點(diǎn)上器件的故障診斷。

          3.1 線故障診斷

            線故障診斷包括對(duì)地短路、對(duì)汽車電源短路、開(kāi)路、反接等。A2B在初始化期間會(huì)對(duì)整條鏈路上進(jìn)行線故障診斷,同時(shí)也會(huì)在初始化完成后,正常工作中進(jìn)行線故障診斷。

            當(dāng)初始化完成后,在整個(gè)音頻系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,如果遇見(jiàn)線故障,中斷信息會(huì)經(jīng)A2B總線上傳至主節(jié)電。主節(jié)點(diǎn)的處理器在接收到中斷信息后,可以通過(guò)讀取A2B的中斷類型寄存器,獲得相應(yīng)的故障代碼,從而作對(duì)應(yīng)的故障操作。

          3.2 節(jié)點(diǎn)上輸入輸出器件的故障診斷

            音頻節(jié)點(diǎn)上有麥克風(fēng)、ADC、DAC、Codec等輸入輸出音頻器件,需要對(duì)麥克風(fēng)或者各類輸入輸出器件做相應(yīng)的故障診斷和工作狀態(tài)調(diào)整。最常見(jiàn)的兩種故障診斷模式為GPIO查詢式以及PWM脈寬調(diào)制信號(hào)。

            (1)GPIO查詢式故障診斷

            當(dāng)節(jié)點(diǎn)上的輸入輸出器件發(fā)生故障時(shí),會(huì)發(fā)一個(gè)中斷信號(hào)給A2B收發(fā)器,通過(guò)A2B總線傳輸給主節(jié)點(diǎn),主節(jié)點(diǎn)上的A2B收發(fā)器會(huì)發(fā)出一個(gè)中斷信號(hào)給處理器,處理器收到中斷信號(hào)后,查詢A2B故障寄存器,判斷是由哪個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的中斷請(qǐng)求,從而對(duì)該節(jié)點(diǎn)發(fā)出I2C命令獲得故障代碼,如圖4所示。

            (2)PWM脈寬調(diào)制信號(hào)式故障診斷

            部分ClassAB/D類功放芯片的故障信號(hào)采用實(shí)時(shí)的PWM形式波形傳輸,由處理器根據(jù)PWM信號(hào)的不同占空比來(lái)判斷各種故障信息。面對(duì)這類故障傳輸模式,由于A2B收發(fā)器擁有2組I2S/TDM接收口,所以僅需把PWM故障診斷信號(hào)接到該節(jié)點(diǎn)上的A2B收發(fā)器的一組I2S/TDM接口上,同時(shí)將主節(jié)點(diǎn)上A2B收發(fā)器對(duì)應(yīng)的I2S/TDM接口接到處理器的PWM接口即可。在主節(jié)點(diǎn)處理器收到相應(yīng)的PWM波形判斷故障后,再通過(guò)A2B總線發(fā)送相應(yīng)的I2C指令給節(jié)點(diǎn)上的功放器件,調(diào)整功放器件的工作狀態(tài),比如鉗位關(guān)斷。需要注意的是,在多節(jié)點(diǎn)的音頻鏈路中,整個(gè)音頻鏈路上所對(duì)應(yīng)的該組I2S/TDM接口都不能掛接其他音頻信號(hào),僅可以作為PWM類型的診斷信號(hào)連接。這種A2B的特殊用法保障了節(jié)點(diǎn)上傳中斷信息的實(shí)時(shí)性,且省去了在節(jié)點(diǎn)處安裝處理器專門用于故障診斷和控制。



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