【導(dǎo)讀】汽車(chē)制造商致力于使其下一代的汽車(chē)比前代汽車(chē)更安全、更智能且更節(jié)油。為此，需要在汽車(chē)中安裝更多的ECU (電子控制單元)，這會(huì)導(dǎo)致電子系統(tǒng)的數(shù)量不斷增加、復(fù)雜度也越來(lái)越高，以便實(shí)現(xiàn)主動(dòng)噪聲消除、互聯(lián)網(wǎng)連接和車(chē)內(nèi)通信等新功能。隨著ECU數(shù)量的不斷增加，連接各種ECU所需的電纜的重量和成本 也隨之增加。增加的重量會(huì)反過(guò)來(lái)降低汽車(chē)的燃油效率，這一點(diǎn)讓汽車(chē)制造商很苦惱。
汽車(chē)制造商必須在提供先進(jìn)、功能豐富的信息娛樂(lè)系統(tǒng)和符合政府發(fā)布的燃油效率標(biāo)準(zhǔn)之間取得平衡。減輕現(xiàn)有電纜的重量可大幅提高燃油效率。
現(xiàn)狀
傳統(tǒng)的汽車(chē)音頻ECU一般通過(guò)單根模擬電纜或現(xiàn)有的數(shù)字總線架構(gòu)連接，這兩者都存在局限性，效率低、會(huì)產(chǎn)生不必要的費(fèi)用。使用模擬接線的汽車(chē)音頻系統(tǒng)需要專(zhuān)用且昂貴的屏蔽電纜，以用于各種音頻信號(hào)或通道。在如今支持多通道(5.1或7.1)Dolby或DTS解碼的高級(jí)音響系統(tǒng)中，所需電纜的數(shù)量迅速 增加。而且，必要的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)不僅會(huì)增加系統(tǒng)總成本，而且還可能使某些音頻性能下降。
當(dāng)代信息娛樂(lè)系統(tǒng)中已經(jīng)廣泛采用MOST®或以太網(wǎng)AVB等數(shù)字總線標(biāo)準(zhǔn)，這是因?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)能夠大幅簡(jiǎn)化與模擬實(shí)施方案相關(guān)的接線復(fù)雜性。然而，MOST和以太網(wǎng)AVB雖然能夠提高性能和靈活性，但會(huì)增加管理其相關(guān)軟件協(xié)議堆棧的高價(jià)格微控制器，從而增加成本。此外，這些數(shù)字總線架構(gòu)本身對(duì)節(jié)點(diǎn)之間 延遲存在著不確定性。對(duì)于車(chē)廂內(nèi)主動(dòng)噪聲消除等易受延遲影響的應(yīng)用，這一點(diǎn)是不能被接受的。
汽車(chē)音頻總線簡(jiǎn)介
汽車(chē)音頻總線® (或
®)是ADI公司的一項(xiàng)創(chuàng)新的和為應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生的技術(shù)，事實(shí)證明，該技術(shù)最多能夠?qū)㈦娎|的重量減輕75%，而且還能提供高保真數(shù)字音頻。汽車(chē)音頻總線針對(duì)音頻應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，相比模擬音頻總線能夠提供出色的音頻質(zhì)量，而且其 系統(tǒng)總成本遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的數(shù)字總線標(biāo)準(zhǔn)。最簡(jiǎn)單的
是一種高帶寬(50 Mbps)數(shù)字總線，它能夠通過(guò)在非常長(zhǎng)的距離(節(jié)點(diǎn)間的距離最長(zhǎng)達(dá)10 m)上，使用一條無(wú)屏蔽雙絞線將
音頻和
控制數(shù)據(jù)與時(shí)鐘和功率一起傳輸。
®)是ADI公司的一項(xiàng)創(chuàng)新的和為應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生的技術(shù)，事實(shí)證明，該技術(shù)最多能夠?qū)㈦娎|的重量減輕75%，而且還能提供高保真數(shù)字音頻。汽車(chē)音頻總線針對(duì)音頻應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，相比模擬音頻總線能夠提供出色的音頻質(zhì)量，而且其 系統(tǒng)總成本遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的數(shù)字總線標(biāo)準(zhǔn)。最簡(jiǎn)單的是一種高帶寬(50 Mbps)數(shù)字總線，它能夠通過(guò)在非常長(zhǎng)的距離(節(jié)點(diǎn)間的距離最長(zhǎng)達(dá)10 m)上，使用一條無(wú)屏蔽雙絞線將音頻和控制數(shù)據(jù)與時(shí)鐘和功率一起傳輸。汽車(chē)音頻總線基礎(chǔ)
從實(shí)施角度來(lái)看，
是一種單主機(jī)、多從機(jī)線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。AD2410是采用
器件系列的首款產(chǎn)品，它在一條非屏蔽雙絞線上支持最多8個(gè)從節(jié)點(diǎn)的菊花鏈，從而不需要有些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手技術(shù)中要求的冗余線纜。借助這種菊花鏈能力，
總線距離最長(zhǎng)可達(dá)40 m，單個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最長(zhǎng)距離可達(dá)10 m。用直 線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)代替環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是
技術(shù)中一個(gè)重要的元素，對(duì)整體系統(tǒng)完整性和穩(wěn)定性重要。如果
菊花鏈的一個(gè)連接受到影響，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不會(huì)崩潰。只有故障連接下游的節(jié)點(diǎn)會(huì)受到故障影響，而
技術(shù)特有的內(nèi)嵌診斷功能則能夠隔離故障的來(lái)源和起因。
是一種單主機(jī)、多從機(jī)線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。AD2410是采用器件系列的首款產(chǎn)品，它在一條非屏蔽雙絞線上支持最多8個(gè)從節(jié)點(diǎn)的菊花鏈，從而不需要有些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手技術(shù)中要求的冗余線纜。借助這種菊花鏈能力，總線距離最長(zhǎng)可達(dá)40 m，單個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最長(zhǎng)距離可達(dá)10 m。用直 線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)代替環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是技術(shù)中一個(gè)重要的元素，對(duì)整體系統(tǒng)完整性和穩(wěn)定性重要。如果菊花鏈的一個(gè)連接受到影響，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不會(huì)崩潰。只有故障連接下游的節(jié)點(diǎn)會(huì)受到故障影響，而技術(shù)特有的內(nèi)嵌診斷功能則能夠隔離故障的來(lái)源和起因。與現(xiàn)有的數(shù)字總線架構(gòu)相比，
主從線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本身更為高效。通過(guò)簡(jiǎn)單地初始化總線后，無(wú)需更多處理器干預(yù)即可管理常規(guī)總線運(yùn)行。然而，
技術(shù)確實(shí)可響應(yīng)中斷信號(hào)，因?yàn)橐纛l節(jié)點(diǎn)可能會(huì)在需要維修和保養(yǎng)時(shí)發(fā)出信號(hào)。
的獨(dú)特架構(gòu)帶 來(lái)的一個(gè)附加優(yōu)點(diǎn)是，系統(tǒng)延遲完全是可確定的(2個(gè)周期的延遲)，并且與音頻節(jié)點(diǎn)在
總線上的位置無(wú)關(guān)。此特性對(duì)主動(dòng)噪聲消除等新興應(yīng)用極其重要，在有源噪聲消除應(yīng)用中，必須以時(shí)序一致的方式處理多個(gè)遠(yuǎn)程傳感器產(chǎn)生的音頻樣本。
主從線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本身更為高效。通過(guò)簡(jiǎn)單地初始化總線后，無(wú)需更多處理器干預(yù)即可管理常規(guī)總線運(yùn)行。然而，技術(shù)確實(shí)可響應(yīng)中斷信號(hào)，因?yàn)橐纛l節(jié)點(diǎn)可能會(huì)在需要維修和保養(yǎng)時(shí)發(fā)出信號(hào)。的獨(dú)特架構(gòu)帶 來(lái)的一個(gè)附加優(yōu)點(diǎn)是，系統(tǒng)延遲完全是可確定的(2個(gè)周期的延遲)，并且與音頻節(jié)點(diǎn)在總線上的位置無(wú)關(guān)。此特性對(duì)主動(dòng)噪聲消除等新興應(yīng)用極其重要，在有源噪聲消除應(yīng)用中，必須以時(shí)序一致的方式處理多個(gè)遠(yuǎn)程傳感器產(chǎn)生的音頻樣本。AD2410 
收發(fā)器可在一條非屏蔽雙絞線上傳輸音頻、控制、時(shí)鐘和功率信號(hào)。這可降低系統(tǒng)總成本，其原因如下：
收發(fā)器可在一條非屏蔽雙絞線上傳輸音頻、控制、時(shí)鐘和功率信號(hào)。這可降低系統(tǒng)總成本，其原因如下：- 與傳統(tǒng)實(shí)施方案相比，物理線纜的數(shù)量有所減少。
- 實(shí)際采用的電線可以是成本更低、重量更輕的非屏蔽雙絞線，而非更昂貴的屏蔽電纜。
- 最重要的是，對(duì)于特殊使用案例，
技術(shù)可提供小功率的電源，將不超過(guò)300 mA的電流傳輸至
菊花鏈上的音頻節(jié)點(diǎn)。有了這個(gè)小功率電源，便無(wú)需在音頻ECU上使用本地電源，從而進(jìn)一步降低總系統(tǒng)成本。
技術(shù)提供的50 Mbps總線帶寬總值最多可支持32個(gè)使用標(biāo)準(zhǔn)音頻采樣速率(44.1 kHz、48 kHZ)和通道寬度(12位、16位、24位)的上行和下行音頻通道。這可為多種音頻I/O設(shè)備提供相當(dāng)大的靈活性和連接性。在音頻ECU之間維持全數(shù)字音頻信號(hào)鏈可確保保證最高質(zhì)量的音頻，不會(huì)產(chǎn)生因ADC/DAC轉(zhuǎn)換造成的音頻性能下降問(wèn)題
如前所述，系統(tǒng)級(jí)診斷功能是
技術(shù)的一個(gè)重要元素。所有
節(jié)點(diǎn)都能夠識(shí)別多種故障狀況，其中包括斷路、電線短路、電線反向或電線短路至電源或地。從系統(tǒng)完整性角度看，該功能非常重要，因?yàn)樵诔霈F(xiàn)斷路、電線短路或電線反向等故障時(shí)，故障上游的
節(jié)點(diǎn)仍然能夠正常工作。診斷功能還提供 高效隔離系統(tǒng)級(jí)故障的能力，從汽車(chē)經(jīng)銷(xiāo)商/安裝人員的角度來(lái)看，這一點(diǎn)至關(guān)重要。
技術(shù)的一個(gè)重要元素。所有節(jié)點(diǎn)都能夠識(shí)別多種故障狀況，其中包括斷路、電線短路、電線反向或電線短路至電源或地。從系統(tǒng)完整性角度看，該功能非常重要，因?yàn)樵诔霈F(xiàn)斷路、電線短路或電線反向等故障時(shí)，故障上游的節(jié)點(diǎn)仍然能夠正常工作。診斷功能還提供 高效隔離系統(tǒng)級(jí)故障的能力，從汽車(chē)經(jīng)銷(xiāo)商/安裝人員的角度來(lái)看，這一點(diǎn)至關(guān)重要。使用SigmaStudio™圖形設(shè)計(jì)環(huán)境(與支持ADI公司SigmaDSP®和SHARC®處理器系列的開(kāi)發(fā)工具相同)可大幅簡(jiǎn)化采用
的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。SigmaStudio能夠通過(guò)便于使用、業(yè)界領(lǐng)先的工具鏈，初始化
網(wǎng)絡(luò)并配置所有寄存器。SigmaStudio環(huán)境中還包含
總線帶寬計(jì)算器和誤碼率測(cè)試儀(BERT)。提供眾多全功能評(píng)估系統(tǒng)，可快速完成實(shí)際
網(wǎng)絡(luò)的原型設(shè)計(jì)，從而加快系統(tǒng)理念早期驗(yàn)證以及測(cè)試、驗(yàn)證和調(diào)試過(guò)程。
的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。SigmaStudio能夠通過(guò)便于使用、業(yè)界領(lǐng)先的工具鏈，初始化網(wǎng)絡(luò)并配置所有寄存器。SigmaStudio環(huán)境中還包含總線帶寬計(jì)算器和誤碼率測(cè)試儀(BERT)。提供眾多全功能評(píng)估系統(tǒng)，可快速完成實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的原型設(shè)計(jì)，從而加快系統(tǒng)理念早期驗(yàn)證以及測(cè)試、驗(yàn)證和調(diào)試過(guò)程。目標(biāo)市場(chǎng)與應(yīng)用
眾多成熟和新興市場(chǎng)將因A2B技術(shù)提供的高效率而受益。目標(biāo)應(yīng)用包括：
- 音頻ECU (車(chē)載音響主機(jī)、放大器、智能天線)連接性
- 用于免提、語(yǔ)音識(shí)別、車(chē)內(nèi)通信的麥克風(fēng)陣列
- 主動(dòng)噪聲消除
- 有源揚(yáng)聲器
寬帶ANC (WB ANC)是更加廣泛的ANC應(yīng)用領(lǐng)域的衍生產(chǎn)品，許多汽車(chē)制造商的正在評(píng)估這項(xiàng)應(yīng)用。在WB ANC中，可取消與基準(zhǔn)電壓輸入諧波相關(guān)的聲調(diào)以及部分非諧波相關(guān)或隨機(jī)的聲調(diào)。這些基準(zhǔn)電壓輸入一般通過(guò)實(shí)體分布在汽車(chē)周?chē)募铀俣葌鞲衅魈峁铀俣扔?jì)最常見(jiàn)于四個(gè)輪轂槽中。WB ANC系統(tǒng)的其他 輸入可能源自error麥克風(fēng)——也分布于汽車(chē)內(nèi)部，每個(gè)需要安靜區(qū)的乘客位置布置一個(gè)。從每個(gè)加速度計(jì)/麥克風(fēng)到WB ANC處理單元，傳統(tǒng)實(shí)施方案均使用專(zhuān)用模擬連接。顯然，此方法的接線成本/復(fù)雜性可能過(guò)高，處理單元上的連接器區(qū)域可能過(guò)多。所有這些問(wèn)題均可通過(guò)使用
方案解決。
方案解決。除使用ANC外，高效且高性價(jià)比的麥克風(fēng)連接性也迅速成為設(shè)計(jì)的優(yōu)先考慮因素。藍(lán)牙連接性和免提/語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)正逐漸變成標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，在某些地區(qū)緊急呼叫eCall系統(tǒng)有望成為強(qiáng)制性設(shè)備。從車(chē)廠的角度來(lái)看，趨勢(shì)是向單獨(dú)或以模塊為單位進(jìn)行配置的多麥克風(fēng)(2至4)系統(tǒng)發(fā)展。無(wú)論何種情況，采用
技術(shù)的 系統(tǒng)的系統(tǒng)總成本遠(yuǎn)低于模擬連接產(chǎn)生的成本，在多麥克風(fēng)陣列中尤為如此。所有AD2410均支持多達(dá)四個(gè)PDM輸入麥克風(fēng)，在四個(gè)麥克風(fēng)陣列中無(wú)需傳統(tǒng)連接方式中四根麥克風(fēng)線中的三根。
技術(shù)的 系統(tǒng)的系統(tǒng)總成本遠(yuǎn)低于模擬連接產(chǎn)生的成本，在多麥克風(fēng)陣列中尤為如此。所有AD2410均支持多達(dá)四個(gè)PDM輸入麥克風(fēng)，在四個(gè)麥克風(fēng)陣列中無(wú)需傳統(tǒng)連接方式中四根麥克風(fēng)線中的三根。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，音頻ECU連接或許是最具吸引力的
技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。在音響主機(jī)連接至高級(jí)音頻功放的簡(jiǎn)單例子中，
無(wú)需使用多條電線連接多通道音頻、導(dǎo)航、手機(jī)和提示音。
可將所有電線替換為低成本的非屏蔽雙絞線，這種通過(guò)
進(jìn)行的連 接方式已經(jīng)過(guò)測(cè)試和驗(yàn)證，符合最嚴(yán)格的汽車(chē)EMC和EMI兼容性要求。
技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。在音響主機(jī)連接至高級(jí)音頻功放的簡(jiǎn)單例子中，無(wú)需使用多條電線連接多通道音頻、導(dǎo)航、手機(jī)和提示音。可將所有電線替換為低成本的非屏蔽雙絞線，這種通過(guò)進(jìn)行的連 接方式已經(jīng)過(guò)測(cè)試和驗(yàn)證，符合最嚴(yán)格的汽車(chē)EMC和EMI兼容性要求。小結(jié)
是一種數(shù)字總線架構(gòu)，能夠?yàn)榻泳€集中的音頻應(yīng)用提供一系列優(yōu)化功能，而且還能提高性能和降低系統(tǒng)成本。
提供遠(yuǎn)高于模擬連接的音頻質(zhì)量，同時(shí)還能提供低成本的數(shù)字總線架構(gòu)的可擴(kuò)展性。
可在許多汽車(chē)應(yīng)用中提供低風(fēng)險(xiǎn)解決方案。AD2410已量產(chǎn)，并且已通過(guò)最嚴(yán)格的汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證。- 第一個(gè)車(chē)廠量產(chǎn)項(xiàng)目將于2016年開(kāi)始。
- AD2410是采用
器件的計(jì)劃系列中的首款產(chǎn)品，而且我們將會(huì)持續(xù)開(kāi)發(fā)降低成本和提高集成度的產(chǎn)品路線圖。
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