隨著電子產(chǎn)品和智能傳感器的出現(xiàn)，汽車行業(yè)發(fā)生了深刻的變化，帶來了制造比前幾代更安全、更智能、耗油更少的汽車的可能性。音頻系統(tǒng)正在成為汽車的關(guān)鍵設(shè)計元素，提供全新的多媒體體驗。

最新一代汽車中的音頻系統(tǒng)不僅要產(chǎn)生高質(zhì)量的聲音，還要提供與汽車多媒體集成的先進功能，從而將功耗降至最低。微控制器、存儲器、DSP（數(shù)字信號處理）等新設(shè)備在該領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用。

新的解決方案必須快速輕松地適應(yīng)新趨勢，從而加快上市時間并降低總體成本。消費者將看到需要高度定制的新體驗水平的好處。

汽車音頻總線技術(shù)

應(yīng)對當(dāng)今汽車設(shè)計的挑戰(zhàn)使我們能夠消除復(fù)雜性和重量，提供先進且功能豐富的信息娛樂體驗。音頻在信息娛樂、噪音控制、聲音設(shè)計和通信中發(fā)揮著重要作用。

ADI 公司正通過 Automotive Audio Bus? （A 2 B） 數(shù)字音頻總線技術(shù)幫助解決這一挑戰(zhàn)，該技術(shù)為汽車提供高保真音頻，顯著減輕現(xiàn)有布線的重量，從而降低油耗。該總線以菊花鏈順序連接多個用于不同應(yīng)用的遠(yuǎn)程傳感器。A 2 B 技術(shù)還可以為其他設(shè)備供電，無需本地電源，進一步降低系統(tǒng)總成本。

它還保證了連接器尺寸的減小，用普通雙絞線電纜（也稱為 UTP，非屏蔽雙絞線）取代了基于大量電纜的當(dāng)前布線。該總線包括一個主節(jié)點和最多 10 個從節(jié)點、一個非常簡化的發(fā)現(xiàn)過程和一個僅兩個時鐘周期的確定性延遲，與節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的位置無關(guān)。

SHARC：實時音頻處理

基于實時信號處理的應(yīng)用需要高計算能力和低延遲，因此需要使用數(shù)字信號處理。新一代微電子資源已經(jīng)看到了具有集成微處理器的多核架構(gòu)的新型 DSP。這樣，DSP 可以獨占控制數(shù)據(jù)處理，委托微處理器控制總線和連接。通過使用 FFT（快速傅里葉變換）和 FIR（有限脈沖響應(yīng)）和 IIR（無限脈沖響應(yīng)）數(shù)字濾波器等硬件加速器，計算能力得到進一步放大。

硬件結(jié)構(gòu)必須充分維護數(shù)據(jù)流進出處理器，通過數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)的適配保證快速輕松地訪問內(nèi)存。

該系統(tǒng)包括高效的安全性，以避免非法重新編程并確保數(shù)據(jù)保護。具有用于檢測和糾正錯誤的診斷和機制的處理器有助于構(gòu)建穩(wěn)健可靠的系統(tǒng)。因此，不僅是必要的計算能力，而且是在最極端的條件下集成到嵌入式系統(tǒng)中的條件。Analog Devices 的 SHARC（超級哈佛架構(gòu)）DSP 特別適用于低延遲實時音頻處理，具有汽車應(yīng)用所需的穩(wěn)健性和可靠性。

Analog Devices 的最新系列音頻處理器顯著提高了音質(zhì)，為汽車和消費類/專業(yè)音頻應(yīng)用提供了更好的音頻體驗。ADSP- 2156x音頻處理器（ADSP-21562/21563/21565/21566/21567/21569） 專為需要確定性實時音頻處理和低延遲的應(yīng)用而設(shè)計，包括沉浸式 3D 聲音和個人音頻區(qū)域、主動消除汽車噪音和道路噪音 （ANC /RNC）。采用 SHARC + 架構(gòu)的單核 32 位/40 位/64 位浮點處理器，速度高達(dá) 1 GHz，并結(jié)合了靈活的音頻連接和不同的芯片內(nèi)存選項。新增功能包括緩存改進和分支預(yù)測，同時保持與以前 SHARC 產(chǎn)品的指令集兼容性（圖 1 和 2）。

圖 1：處理器框圖

圖 2：ADSP-2156x 框圖

這些器件提供汽車級和消費級的 400 球體（17 毫米 x 17 毫米，間距 0.8 毫米）和 120 導(dǎo)體 LQFP 封裝（14 毫米 x 14 毫米）的 CSP_BGA 選項。它們提供了靈活性，并允許在工作溫度范圍內(nèi)進行高效的緊湊型設(shè)計。ADSP-2156x 系列具有高達(dá) 1.6 MB 的大型片上 SRAM，可提高音頻處理性能并消除對外部存儲器的需求，從而通過單芯片 LQFP 封裝變體優(yōu)化系統(tǒng)成本。片上硬件 FIR 和 IIR 濾波器加速器提供了顯著的額外處理能力，同時降低了整體系統(tǒng)成本。具有創(chuàng)新數(shù)字音頻接口和內(nèi)部總線的高效 DMA 消除了處理瓶頸。

“我們的 SHARC 音頻處理器配備了強大的安全功能，可防止未經(jīng)授權(quán)訪問我們客戶的 IP。這使我們的客戶能夠通過他們的解決方案進行創(chuàng)新和差異化。隨著汽車變得越來越智能和互聯(lián)程度越來越高，安全性已成為構(gòu)建我們下一代產(chǎn)品的最前沿”，正如音頻處理和連接產(chǎn)品線總監(jiān) Andrew Lanfear 所說。

“借助新的 ADSP-2156x SHARC 音頻處理器系列，我們將繼續(xù)為我們的客戶提供性能可擴展性，以便為汽車、消費類和專業(yè)音頻中的高確定性和低延遲實時音頻處理應(yīng)用構(gòu)建系統(tǒng)成本優(yōu)化的解決方案。一些汽車應(yīng)用包括主動和道路噪聲消除 （ANC/RNC）、車內(nèi)語音 UI、車內(nèi)通信、個人音頻區(qū)域、發(fā)動機聲音合成、電動汽車警告聲音系統(tǒng)。正如汽車音頻處理產(chǎn)品線經(jīng)理 Jignesh Sonchhatra 所說，最終目標(biāo)是為車輛乘員提供身臨其境的 3D 音頻和安靜的車內(nèi)體驗，并提高駕駛員和行人的安全性。

ADI 公司設(shè)計了一款 ADZS-21569-EZKIT 開發(fā)板，其中包含評估 ADSP-2156x 系列所需的所有硬件。該評估板旨在與 CrossCore? Embedded Studio （CCES） 開發(fā)工具一起使用，幫助開發(fā)和調(diào)試高級應(yīng)用代碼（圖 3 和圖 4）。它配備了 12 個 RCA 連接器、ADAU1979 四通道 ADC、ADAU1962A 12 通道。24 位 DAC、ADAU1977 四路麥克風(fēng) ADC，具有診斷功能和 AD2428 汽車音頻總線 （A2B） 收發(fā)器。

審核編輯：郭婷