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創(chuàng)新型數(shù)字總線架構(gòu)降低音頻系統(tǒng)成本

2018-09-30 20:11:16·  來源：電機(jī)控制設(shè)計(jì)  
　
AD2428W、AD2427W和AD2426W A2B收發(fā)器可在一條非屏蔽雙絞線上傳輸音頻、控制、時鐘和供電信號。這可降低系統(tǒng)總成本，原因如下。
 
* 與傳統(tǒng)實(shí)施方案相比，減少了物理線纜的數(shù)量。
* 實(shí)際采用的線纜可以是成本更低、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，對于特定的應(yīng)用場景，A2B技術(shù)可提供小功率的供電，將不超過300 mA的電流傳輸至A2B菊花鏈上的音頻節(jié)點(diǎn)。有了這個小功率供電傳輸，便無需在音頻ECU上使用本地電源，從而進(jìn)一步降低系統(tǒng)成本。
 
A2B技術(shù)提供的50 Mbps總線帶寬最多可支持32個使用標(biāo)準(zhǔn)音頻采樣速率（44.1 kHz、48 kHZ）和位寬（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)字音頻信號鏈可保證最高質(zhì)量的音頻品質(zhì)，不會因ADC/DAC轉(zhuǎn)換造成音頻性能下降。
 
如前所述，系統(tǒng)級診斷功能是A2B技術(shù)的一個重要元素。在所有A2B節(jié)點(diǎn)上，都能夠判斷多種故障狀況，包括開路、電線短路、電線反接、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)開路、電線短路或電線反接等故障時，故障點(diǎn)上游的A2B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)級故障的能力，從汽車經(jīng)銷商/安裝人員的角度來看，這一點(diǎn)至關(guān)重要。
 
使用SigmaStudio™圖形化開發(fā)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A2B的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。SigmaStudio通過業(yè)界領(lǐng)先的工具鏈，初始化A2B網(wǎng)絡(luò)，并配置所有寄存器。SigmaStudio環(huán)境中還包含A2B總線帶寬計(jì)算器和誤碼率測試器(BERT)。ADI還提供眾多的全功能評估套件，可快速完成實(shí)際A2B網(wǎng)絡(luò)的原型設(shè)計(jì)，從而加快系統(tǒng)方案早期驗(yàn)證和測試、驗(yàn)證和調(diào)試過程。
 
目標(biāo)市場與應(yīng)用
 
眾多成熟和新興的市場應(yīng)用將因A2B技術(shù)而受益。目標(biāo)應(yīng)用包括：
* 音頻ECU（車載音響主機(jī)、高級音頻功放）連接
* 用于免提通話/語音識別/車內(nèi)通信的麥克風(fēng)陣列
* 主動降噪、路噪主動降噪
* 個人音區(qū)分區(qū)/有源揚(yáng)聲器
* eCall和遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)、 自動駕駛系統(tǒng)、自動停車系統(tǒng)
* 生命體征監(jiān)測
* 智能無線電連接
 
音頻ECU連接是一個成熟的、具有吸引力的應(yīng)用領(lǐng)域。眾多量產(chǎn)汽車中已部署采用A2B。在音響主機(jī)連接至高級音頻功放的簡單例子中（參見圖2），A2B無需使用多條線纜來連接多通道音頻、導(dǎo)航、手機(jī)和提示音。A2B可將所有相關(guān)線纜替換為低成本的非屏蔽雙絞線，這種通過A2B進(jìn)行的連接方式已經(jīng)過測試和驗(yàn)證，符合最嚴(yán)格的汽車EMC和EMI兼容性要求。
圖2.車內(nèi)的A2B汽車音頻總線示例。
 
高效經(jīng)濟(jì)的麥克風(fēng)連接是設(shè)計(jì)中的優(yōu)先考慮因素，促成了多種使用案例和應(yīng)用。藍(lán)牙®連接性和免提/語音識別系統(tǒng)已成為標(biāo)準(zhǔn)配置，在某些地區(qū)緊急呼叫eCall系統(tǒng)已成為強(qiáng)制要求。從車廠的角度來看，趨勢是向單獨(dú)或以模塊為單位進(jìn)行裝配的多麥克風(fēng)（2至4個）系統(tǒng)發(fā)展。無論何種情況，采用A2B技術(shù)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A2B收發(fā)器均支持多達(dá)四個PDM麥克風(fēng)接入，從而在四個麥克風(fēng)陣列中，節(jié)省了傳統(tǒng)連接方式中的三根麥克風(fēng)線。
路噪主動降噪是更加廣泛的ANC應(yīng)用領(lǐng)域的衍生產(chǎn)品，許多汽車制造商正在評估這項(xiàng)應(yīng)用。在寬帶ANC中，可抵消與參考輸入諧波相關(guān)的聲音，以及部分非諧波相關(guān)或隨機(jī)的聲音。這些參考輸入一般通過實(shí)體分布在車身周邊的加速度傳感器提供，最常見于四個懸掛中。寬帶ANC系統(tǒng)的其他輸入可來自error麥克風(fēng)——也分布于汽車內(nèi)部，比如在每個需要產(chǎn)生安靜區(qū)的乘客位置布置一個。從每個加速度計(jì)/麥克風(fēng)到寬帶ANC處理單元的連接，傳統(tǒng)實(shí)施方案采用模擬連接。顯然，其接線成本、復(fù)雜性均過高，處理單元上的連接器區(qū)域也需要很大。而這些問題均可通過A2B方案解決。
 
對于需要經(jīng)濟(jì)高效的傳感器連接的新興應(yīng)用，A2B也可以被視為一項(xiàng)具有推動作用的技術(shù)。自動駕駛、生命體征監(jiān)測和自動停車系統(tǒng)等應(yīng)用預(yù)計(jì)于2020年開始量產(chǎn)，都能從A2B技術(shù)提供的特性、功能、便捷性和快速上市等優(yōu)勢中獲益。
 
總結(jié)
A2B是一種數(shù)字總線架構(gòu)，能夠?yàn)榻泳€集中的音頻和控制應(yīng)用提供一系列優(yōu)化，還能提高系統(tǒng)性能和降低系統(tǒng)成本。
* A2B提供遠(yuǎn)高于模擬連接的音頻質(zhì)量，同時還能提供低成本、可擴(kuò)展的數(shù)字總線架構(gòu)。
* A2B可在各種汽車應(yīng)用中提供低風(fēng)險(xiǎn)解決方案。
* 從2016年開始，基于A2B的系統(tǒng)已進(jìn)入部署階段，目前交付的系統(tǒng)數(shù)量已超過200萬套。
* AD2428W以及功能精簡、低成本的衍生產(chǎn)品AD2427W和AD2426W，代表了功能增強(qiáng)型A2B收發(fā)器的最新發(fā)展即按照既定的發(fā)展規(guī)劃，致力于實(shí)現(xiàn)更高集成度和性能。
 
作者簡介
Ken Waurin是ADI公司的戰(zhàn)略營銷經(jīng)理，負(fù)責(zé)汽車信息娛樂系統(tǒng)相關(guān)工作。他的主要關(guān)注點(diǎn)是高級音響、主動降噪和車內(nèi)連接。聯(lián)系方式：kenneth.waurin@analog.com。 
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