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拼技术硬核 ADI打造创新音频总线走入全球90%的汽车厂商

时间:  2019-05-06 23:52  来源:  网络整理   作者:   采集侠

随着人工智能的发展,语音交互技术正在各个领域扎根,汽车也不例外。早在2002年,英菲尼迪就推出了世界可用语音控制的汽车,而今天语音识别控制功能已经成为很多新车型的一大卖点。语音识别之外,外置麦克风的环境声探测在ADAS中也发挥关键作用,犹如汽车的耳朵,犬吠声、喇叭声、警报声......声音信号有助于让ADAS系统更加有效地掌握周边环境。

此外,考虑到电动汽车的行车安全,去年欧盟下令要求所有电动汽车在2021年前加装能够发出虚拟引擎声的装置,以使路人能注意到低速行驶、没有噪音的电动汽车。而要让虚拟引擎声接近真实,对汽车外挂音响数量与音频音质提出了新的要求。

    ADI基于其DSP技术推出一款嵌入式系统用于为电动(EV)和混合动力汽车(HEV)产生发动机声音

ADI基于其DSP技术推出一款嵌入式系统用于为电动(EV)和混合动力汽车(HEV)产生发动机声音

从上述案例不难看出,车用音频正从过去单纯的娱乐系统,向信号输入、触发、处理与反馈的方向发展,并与汽车驾驶紧密结合。不管如何,有一种趋势是确定的,那就是汽车上的音频设备将越来越多,音频质量将越来越好。而要协调所有这些音频设备,并传输高质量的音频信号,车用音频总线变得不可或缺。

    技术硬核,A2B挑战传统总线技术

提起车用音频总线,业内人士容易联想到MOST。

MOST(MediaOrientedSystemTransport)是一种面向媒体的系统传输总线,用于满足要求严格的车载环境。这种基于光纤的网络高能够支持50Mbps的数据速率,与以前的铜缆相比具有减轻重量和减小EMI的优势。

但因专利及光纤收发器成本过高等原因,过去MOST常见于高端车型。但事实上近年来车用音频总线或成为汽车标配,市场需要一种既能在中高端车型上应用,也符合入门级汽车成本要求的泛用方案,作为全球汽车电子解决方案当先供应商,ADI适时地提出了具备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,为车辆信息娱乐系统提供关键支持。

A2B产品可提供高保真音频,并使音频布线重量减少75%,从而提高燃油效率。A2B产品组合可帮助实现语音识别和有源噪声消除等多种应用。A2B节省BOM成本的特性特别值得一提,A2B无需在每一个节点都使用昂贵的集成了大容量存储器的微控制器,即使在主节点,也仅仅需要只包含I2C接口的微控制器即可。而MOST或以太网AVB等数字总线,因为需要增加管理其相关的软件协议栈,所以必须在每一个节点都使用高价格、集成了大容量存储器的微控制器,从而导致成本上升。

另外,A2B收发器在一条非屏蔽双绞线上传输音频、I2C控制、低速GPIO、时钟和幻象供电信号,这也可以降低系统总BOM成本。首先与传统音频连接方案相比,物理线缆的数量有所减少,而且实际采用的线缆可以是成本更低、重量更轻的非屏蔽双绞线,而非相对较为昂贵的屏蔽线缆。更重要的是,对于特殊使用案例,A2B技术可提供小功率的幻象电源,整条A2B菊花链上可以传输不超过300mA的电流,每个节点支持输出最大50mA的电流。有了这个小功率的幻象供电功能,无需在各个节点的音频模块上使用本地电源,从而进一步降低总系统成本。

而更重要的是,A2B可以帮助节省研发成本。A2B技术可为多种音频输入输出设备提供相当灵活的连接,还支持SigmaStudio™图形设计环境,可大幅简化采用A2B的系统设计流程。SigmaStudio能够通过使用业界当先的图形化编程工具链,无需软件编程就可以初始化A2B网络并配置所有的寄存器。SigmaStudio环境中还包含A2B总线带宽计算器和误码率测试仪(BERT)。提供系统级全方位A2B功能评估,可快速完成实际A2B网络的系统原型设计,从而加快系统的早期理念验证以及功能测试、功能验证和功能调试。

    用创新音频总线技术赋能汽车功能创新

我们常常忽略总线技术上的变革带来的应用创新机会,A2B除了让布线更简单,例如车机可以通过非屏蔽双绞线直接连接麦克风模组,并且支持麦克风阵列。其实还有更多的创新应用,比如更适应高级音频算法。因为音频节点有固定的延迟,可凭借DSP算法确保车内不同位置的音区独立性,以及实现回声消除、配合麦克风和功放进行ANC主动降噪、配合支持A2B接口的加速度传感器进行RNC路噪消除等功能。

事实上,利用ADI的A2B与DSP以及振动传感器和电源管理产品的组合,还可为汽车厂商的设计提供很多扩展空间,比如环绕声、音频分区、声音合成、麦克风波束成形、超宽带AEC/NR、主动回声消除加背景噪音消除、ANC主动降噪、RNC路噪消除、ICC车内通信等功能,而这些是目前需求量非常大的新功能。另外还能为电动车提供对外警示音、模拟声浪等功能。

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