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汽車制造商必須在提供先進、功能豐富的信息娛樂系統(tǒng)和符合政府發(fā)布的燃油效率標準之間取得平衡。減輕現(xiàn)有電纜的重量可大幅提高燃油效率。

 

 

傳統(tǒng)的汽車音頻ECU一般通過單根模擬電纜或現(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、會產(chǎn)生不必要的費用。使用模擬接線的汽車音頻系統(tǒng)需要專用且昂貴的屏蔽電纜，以用于各種音頻信號或通道。在如今支持多通道(5.1或7.1)Dolby或DTS解碼的高級音響系統(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)不僅會增加系統(tǒng)總成本，而且還可能使某些音頻性能下降。

 

當代信息娛樂系統(tǒng)中已經(jīng)廣泛采用MOST®或以太網(wǎng)AVB等數(shù)字總線標準，這是因為這些標準能夠大幅簡化與模擬實施方案相關(guān)的接線復雜性。然而，MOST和以太網(wǎng)AVB雖然能夠提高性能和靈活性，但會增加管理其相關(guān)軟件協(xié)議堆棧的高價格微控制器，從而增加成本。此外，這些數(shù)字總線架構(gòu)本身對節(jié)點之間 延遲存在著不確定性。對于車廂內(nèi)主動噪聲消除等易受延遲影響的應用，這一點是不能被接受的。

 

 

汽車音頻總線® (或®)是ADI公司的一項創(chuàng)新的和為應用應運而生的技術(shù)，事實證明，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。汽車音頻總線針對音頻應用進行優(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)總成本遠低于現(xiàn)有的數(shù)字總線標準。最簡單的是一種高帶寬(50 Mbps)數(shù)字總線，它能夠通過在非常長的距離(節(jié)點間的距離最長達10 m)上，使用一條無屏蔽雙絞線將音頻和控制數(shù)據(jù)與時鐘和功率一起傳輸。

 

 

從實施角度來看，是一種單主機、多從機線路拓撲結(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個從節(jié)點的菊花鏈，從而不需要有些競爭對手技術(shù)中要求的冗余線纜。借助這種菊花鏈能力，總線距離最長可達40 m，單個節(jié)點之間的最長距離可達10 m。用直 線拓撲結(jié)構(gòu)代替環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)是技術(shù)中一個重要的元素，對整體系統(tǒng)完整性和穩(wěn)定性重要。如果菊花鏈的一個連接受到影響，整個網(wǎng)絡不會崩潰。只有故障連接下游的節(jié)點會受到故障影響，而技術(shù)特有的內(nèi)嵌診斷功能則能夠隔離故障的來源和起因。

 

與現(xiàn)有的數(shù)字總線架構(gòu)相比，主從線拓撲結(jié)構(gòu)本身更為高效。通過簡單地初始化總線后，無需更多處理器干預即可管理常規(guī)總線運行。然而，技術(shù)確實可響應中斷信號，因為音頻節(jié)點可能會在需要維修和保養(yǎng)時發(fā)出信號。的獨特架構(gòu)帶 來的一個附加優(yōu)點是，系統(tǒng)延遲完全是可確定的(2個周期的延遲)，并且與音頻節(jié)點在總線上的位置無關(guān)。此特性對主動噪聲消除等新興應用極其重要，在有源噪聲消除應用中，必須以時序一致的方式處理多個遠程傳感器產(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、時鐘和功率信號。這可降低系統(tǒng)總成本，其原因如下：

 

 

技術(shù)提供的50 Mbps總線帶寬總值最多可支持32個使用標準音頻采樣速率(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設備提供相當大的靈活性和連接性。在音頻ECU之間維持全數(shù)字音頻信號鏈可確保保證最高質(zhì)量的音頻，不會產(chǎn)生因ADC/DAC轉(zhuǎn)換造成的音頻性能下降問題

 

如前所述，系統(tǒng)級診斷功能是技術(shù)的一個重要元素。所有節(jié)點都能夠識別多種故障狀況，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，因為在出現(xiàn)斷路、電線短路或電線反向等故障時，故障上游的節(jié)點仍然能夠正常工作。診斷功能還提供 高效隔離系統(tǒng)級故障的能力，從汽車經(jīng)銷商/安裝人員的角度來看，這一點至關(guān)重要。

 

使用SigmaStudio™圖形設計環(huán)境(與支持ADI公司SigmaDSP®和SHARC®處理器系列的開發(fā)工具相同)可大幅簡化采用的系統(tǒng)的設計過程。SigmaStudio能夠通過便于使用、業(yè)界領先的工具鏈，初始化網(wǎng)絡并配置所有寄存器。SigmaStudio環(huán)境中還包含總線帶寬計算器和誤碼率測試儀(BERT)。提供眾多全功能評估系統(tǒng)，可快速完成實際網(wǎng)絡的原型設計，從而加快系統(tǒng)理念早期驗證以及測試、驗證和調(diào)試過程。

 

目標市場與應用
 

眾多成熟和新興市場將因A2B技術(shù)提供的高效率而受益。目標應用包括：

 

 

寬帶ANC (WB ANC)是更加廣泛的ANC應用領域的衍生產(chǎn)品，許多汽車制造商的正在評估這項應用。在WB ANC中，可取消與基準電壓輸入諧波相關(guān)的聲調(diào)以及部分非諧波相關(guān)或隨機的聲調(diào)。這些基準電壓輸入一般通過實體分布在汽車周圍的加速度傳感器提供，加速度計最常見于四個輪轂槽中。WB ANC系統(tǒng)的其他 輸入可能源自error麥克風——也分布于汽車內(nèi)部，每個需要安靜區(qū)的乘客位置布置一個。從每個加速度計/麥克風到WB ANC處理單元，傳統(tǒng)實施方案均使用專用模擬連接。顯然，此方法的接線成本/復雜性可能過高，處理單元上的連接器區(qū)域可能過多。所有這些問題均可通過使用方案解決。

 

除使用ANC外，高效且高性價比的麥克風連接性也迅速成為設計的優(yōu)先考慮因素。藍牙連接性和免提/語音識別系統(tǒng)正逐漸變成標準設備，在某些地區(qū)緊急呼叫eCall系統(tǒng)有望成為強制性設備。從車廠的角度來看，趨勢是向單獨或以模塊為單位進行配置的多麥克風(2至4)系統(tǒng)發(fā)展。無論何種情況，采用技術(shù)的 系統(tǒng)的系統(tǒng)總成本遠低于模擬連接產(chǎn)生的成本，在多麥克風陣列中尤為如此。所有AD2410均支持多達四個PDM輸入麥克風，在四個麥克風陣列中無需傳統(tǒng)連接方式中四根麥克風線中的三根。

 

在不遠的將來，音頻ECU連接或許是最具吸引力的技術(shù)應用領域。在音響主機連接至高級音頻功放的簡單例子中，無需使用多條電線連接多通道音頻、導航、手機和提示音。可將所有電線替換為低成本的非屏蔽雙絞線，這種通過進行的連 接方式已經(jīng)過測試和驗證，符合最嚴格的汽車EMC和EMI兼容性要求。

 

小結(jié)

 

是一種數(shù)字總線架構(gòu)，能夠為接線集中的音頻應用提供一系列優(yōu)化功能，而且還能提高性能和降低系統(tǒng)成本。