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抢占驾驶舱音频,市场新总线技术A2B为应用创新加码
出自:汽车电子应用

仙桃美女主播福利视频汽车开发潮正热,一方面车厂正在积极做加法——为汽车加入先进的、功能丰富的驾乘和信息娱乐体验,汽车内部的电子系统数量因此增加,复杂性也达到了新高度。另一方面,为了应对环保、安全和成本挑战,车厂又不得不被迫做“减法”——削减汽车重量、削减附加成本,降低油耗。这种“加减法”的共存是推动自动驾驶汽车发展的关键因素,但对车内通信总线技术而言也是一个巨大挑战。作为全球汽车电子解决方案领先供应商,ADI极具成本和性能优势的汽车音频总线方案——ADI车用音频总线(A2B)技术,就很好的平衡了这种“加减法”。

驾驶舱音频应用加码,传统总线面临挑战

根据美国哈佛商学院的一份分析资料表明,人的大脑每天通过五种感官接受外部信息的比例分别为:味觉 1%,触觉 1.5%,嗅觉 3.5%,听觉 11%,以及视觉 83%。听觉,作为仅次于视觉的第二大感官,虽然在数值上和视觉的比例相差巨大,但依然有不可取代的重要性,特别是在车内。由于汽车结构原因,视觉盲区总是不可避免的,再加上用户的视觉需要在几乎所有时间都集中在路面信息上,听觉作为信息提示和补充的作用就更加重要了。

目前,汽车中常用的传统总线技术包括以下几种:局域互连网络(LIN),控制器局域网(CAN), FlexRay,面向媒体的系统传输(MOST)。随着网络技术不断发展且变得越加重要,车内许多不同子系统通信使用的各种总线都包含非常复杂且昂贵的电缆或光纤。而对于汽车应用,尺寸和重量是新的挑战,因为要满足新的环境法规就意味着需要开发能够降低CO2排放量的新系统。在这种情况下,以上常用的通信总线技术就很难全面照顾高带宽、低延迟,确定性、耐用且便宜的需求了。

一直以来,模拟线路要求从音频源到端(扬声器)都采用价格高昂的屏蔽电缆。此外,主动降噪(ANC)和路噪降噪(RNC)系统需要在车内安装多个麦克风,这为音频网络增加了许多输入节点,这导致汽车音频系统电缆在总电缆重量中占了很大比重。简化音频电路连接、减轻音频系统线缆重量也成为削减整车重量、降低成本的有效手段。下图展示了传统汽车音频系统的实际布线。

让系统设计更轻松简单,创新音频总线重在做减法

作为ADI推出的一项汽车音频总线创新技术,A2B技术为车辆信息娱乐系统提供了关键支持。该技术能够为汽车提供高保真度音响,同时显著减轻现有电缆线束的重量(在主要应用中减轻75%以上),从而提高汽车燃油效率。其支持串联拓扑,即单个主机最多连接10个菊花链形式的从机。A2B针对音频应用进行优化,速度为50Mbps。使用 A2B 时,不再需要昂贵的微控制器和外部存储器。收发器能够通过用于传输数据的同一条 UTP(非屏蔽双绞线)为远程节点供电,因而每个总线供电的从属节点上不再需要本地电源,降低了总体系统 BOM 成本。与需要两个或三个双绞线连接或昂贵布线方案的其他数字总线架构相比,例如用于在汽车内连接音频系统的大量线束,大幅简化连接,有效降低了系统和电缆成本和复杂性。

若在主节点提供的供电功率分配不足时,可以由本地电源为从机节点供电。总线支持双向通信,主机至从机、从机至主机,最多可32个通道下行和上行(12、16、24位)。最重要的是,可以保证延时最多2个时钟周期,为ANC/RNC这样的延时敏感型应用提供确定性。A2B总线可以传输I2C消息,支持在从机节点上远距离配置ADC/DAC等外设。

同时,A2B 技术可确保在所有系统节点上对每一帧的数据进行同步采样和传输。帧结构在主节点上全面管理,以便对每个收发器在两个方向的可用数据槽的使用进行编程,无论是提供、提取还是读取数据并将数据传递到线路拓扑中的下一个节点。消除了由于总线冲突或对封包数据进行重新汇编所导致的延迟。A2B 具有不到 50 μs 的极低确定性延迟。

简化A2B网络配置的工具是SigmaStudio?,这是一种图形化设计环境,支持SigmaDSP?和SHARC? DSP等系列。A2B收发器(AD2428, AD2427, and AD2426)提供I2S和PDM接口。I2S接口通常用于连接ADC和DAC,数字麦克风则通常使用PDM。

汽车应用的另一个重要问题是电磁兼容性(EMC/EMI)。A2B通过了最严格的汽车EMC和EMI测试(仅使用双线UTP电缆)。RNC应用要求加速度计和麦克风分布在汽车内部周围。使用模拟链路的成本非常高昂,因为需要额外部署电路(模数转换器)、电缆和连接器。A2B技术采用新型音频源和传感器,简化了这个架构。

后来者的逆袭,A2B技术正走向主流应用

事实上,A2B技术作为业界超低延迟的高速数字互联技术,通过单对非屏蔽双绞线传输音频、控制数据、时钟及供电电源,在近些年来已与多家领先汽车制造商达成合作。据ADI专家透露,A2B推出第五年(2018年)之时即已成功与全球 90% 的汽车制造商合作。随着汽车制造商开发能够支持汽车中多个麦克风阵列的技术,以便实现语音识别、有源噪声消除和车载通信等不同的应用,A2B技术正迎来黄金期。

例如最新ADI官方新闻发布中,ADI与现代汽车公司(HMC)将联手打造汽车行业首个采用ADI汽车音频总线技术的全数字RANC(路噪主动噪声控制)系统,帮助解决电子RANC系统面临的多项挑战,不仅印证了A2B技术的日益重要性,也进一步提升了现代汽车的市场竞争力。据了解,现代汽车公司还计划在其汽车产品的基础音频连接和信息娱乐系统中更广泛地采用ADI的A2B技术。

ADI官方的公开发布的合作案例还很多:去年ADI宣布与比亚迪合作基于 A2B技术正在打造的更节能环保的汽车平台,能够使比亚迪汽车进一步提升驾驶座舱信息娱乐系统的性能和体验,降低设计复杂度和成本、提升燃油/电池效率;更早期福特在四个汽车平台上就使用了A2B系列的首款产品,并将A2B作为其首要信息娱乐网络技术;而作为ADI A2B技术的早期实施者,松下汽车系统美国公司也发现该技术可大大降低新一代信息娱乐系统的布线复杂度和相关成本以及重量,而这正是松下OEM客户的重点关注领域。

值得一提的是,不仅仅只是在汽车总线领域,A2B技术凭借通过单根双线UTP电缆传输数据和控制信息的优势,为复杂的音频连接问题提供了简单、低延迟的解决方案,正在革新下一代信息娱乐的架构。在仙桃美女主播福利视频楼宇与消费电子等领域,例如适用于免提/语音识别设备的麦克风阵列、A/V 会议室、住宅对讲系统,ProAV、生命体征监测(可穿戴设备)、家庭影院等也已经取得应用。

本文小结

未来的汽车除了是电动汽车,具备自动驾驶能力之外,座舱的仙桃美女主播福利视频化水准也将不断提升,一个确定的趋势是,车内将有更多仙桃美女主播福利视频化应用将搭载各种语音交互技术。ADI同样看到了这种趋势,依靠更丰富的设计经验、更动感的汽车体验兼备的ADI A2B技术强势出击,拨得车内交互新战场的头筹,也将继续简化并解决汽车音频设计的各种挑战,有效使下一代的汽车更安全、更仙桃美女主播福利视频且更节油。 

 

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文章收入时间: 2020-03-25
 
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