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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

2019-04-30 17:21:24 来源:大比特商务网 作者:米觅 点击:1099

【大比特导读】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首款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......

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首款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

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,并开始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 (Media Oriented System Transport) 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最高能够支持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领先供应商,ADI适时地提出了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,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。更最重要的是,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300 mA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能够通过使用业界领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。

此外系统级诊断也是A2B的一大亮点。所有A2B节点都能够识别多种故障状况,其中包括断路、线束反接或线束短路至电源或地等。在出现断路、线束短路或线束反接等故障时,故障上游的A2B节点仍然能够正常工作,从而保证系统完整性。诊断功能还提供高效隔离系统级故障的能力,有助于后续维修。

A2B“连升三级”,创新汽车音频总线走向主流应用

与其他“历史悠久”的汽车总线相比,A2B是标准的“10后”——2014年10月ADI推出了A2B的首款产品AD2410,接着很快连续几次迭代,产品性能“连升三级”。2017年1月,ADI宣布推出三款增强型A2B收发器,在前代产品引脚兼容的基础上,大幅提高总线带宽利用率。2018年6月,ADI再次宣布推出三款A2B收发器,新的AD242x系列提供接口驱动能力的配置,从而开发人员可以让系统性能适应更高规格的汽车OEM EMC的规范要求。

 

ADI增强型A2B收发器

从初代产品开始,就有全球领先的汽车制造商认同A2B为汽车音频带来的革新。福特公司早在2016年投入生产的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,而这是松下OEM客户的重点关注领域。

就在前不久,ADI公司宣布比亚迪也开始采用 ADI 公司 A2B总线技术以打造更节能环保的汽车平台,比亚迪公司认为A2B音频总线使得比亚迪汽车能够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,这符合比亚迪公司“用技术创新满足人们对美好生活的向往”这一造车理念。据ADI 公司透露,短短5年时间,A2B音频总线已成功与全球 90% 的汽车制造商合作实现了创新的汽车信息娱乐体验。

 

比亚迪采用 A2B总线技术以打造能效更高、更节能环保的汽车平台

本文由大比特商务网收集整理(www.big-bit.com)

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