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创新型数字总线架构降低音频系统成本
2018-09-30 20:11:16· 来源：电机控制设计
AD2428W、AD2427W和AD2426W A2B收发器可在一条非屏蔽双绞线上传输音频、控制、时钟和供电信号。这可降低系统总成本，原因如下。
* 与传统实施方案相比，减少了物理线缆的数量。
* 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，而非更昂贵的屏蔽电缆。
* 最重要的是，对于特定的应用场景，A2B技术可提供小功率的供电，将不超过300 mA的电流传输至A2B菊花链上的音频节点。有了这个小功率供电传输，便无需在音频ECU上使用本地电源，从而进一步降低系统成本。
A2B技术提供的50 Mbps总线带宽最多可支持32个使用标准音频采样速率（44.1 kHz、48 kHZ）和位宽（12位、16位、24位）的上行和下行音频通道。这可为多种音频I/O设备提供相当大的灵活性和连接性。在音频ECU之间维持全数字音频信号链可保证最高质量的音频品质，不会因ADC/DAC转换造成音频性能下降。
如前所述，系统级诊断功能是A2B技术的一个重要元素。在所有A2B节点上，都能够判断多种故障状况，包括开路、电线短路、电线反接、电线短路至电源或地。从系统完整性角度看，该功能非常重要，因为在出现开路、电线短路或电线反接等故障时，故障点上游的A2B节点仍然能够正常工作。诊断功能还提供高效隔离系统级故障的能力，从汽车经销商/安装人员的角度来看，这一点至关重要。
使用SigmaStudio™图形化开发环境（与支持ADI公司SigmaDSP®和SHARC®处理器系列的开发工具相同）可大幅简化采用A2B的系统的设计过程。SigmaStudio通过业界领先的工具链，初始化A2B网络，并配置所有寄存器。SigmaStudio环境中还包含A2B总线带宽计算器和误码率测试器(BERT)。ADI还提供众多的全功能评估套件，可快速完成实际A2B网络的原型设计，从而加快系统方案早期验证和测试、验证和调试过程。
目标市场与应用
众多成熟和新兴的市场应用将因A2B技术而受益。目标应用包括：
* 音频ECU（车载音响主机、高级音频功放）连接
* 用于免提通话/语音识别/车内通信的麦克风阵列
* 主动降噪、路噪主动降噪
* 个人音区分区/有源扬声器
* eCall和远程信息处理系统、 自动驾驶系统、自动停车系统
* 生命体征监测
* 智能无线电连接
音频ECU连接是一个成熟的、具有吸引力的应用领域。众多量产汽车中已部署采用A2B。在音响主机连接至高级音频功放的简单例子中（参见图2），A2B无需使用多条线缆来连接多通道音频、导航、手机和提示音。A2B可将所有相关线缆替换为低成本的非屏蔽双绞线，这种通过A2B进行的连接方式已经过测试和验证，符合最严格的汽车EMC和EMI兼容性要求。
图2.车内的A2B汽车音频总线示例。
高效经济的麦克风连接是设计中的优先考虑因素，促成了多种使用案例和应用。蓝牙®连接性和免提/语音识别系统已成为标准配置，在某些地区紧急呼叫eCall系统已成为强制要求。从车厂的角度来看，趋势是向单独或以模块为单位进行装配的多麦克风（2至4个）系统发展。无论何种情况，采用A2B技术的系统总成本远低于模拟连接产生的成本，在多麦克风阵列中尤为如此。所有A2B收发器均支持多达四个PDM麦克风接入，从而在四个麦克风阵列中，节省了传统连接方式中的三根麦克风线。
路噪主动降噪是更加广泛的ANC应用领域的衍生产品，许多汽车制造商正在评估这项应用。在宽带ANC中，可抵消与参考输入谐波相关的声音，以及部分非谐波相关或随机的声音。这些参考输入一般通过实体分布在车身周边的加速度传感器提供，最常见于四个悬挂中。宽带ANC系统的其他输入可来自error麦克风——也分布于汽车内部，比如在每个需要产生安静区的乘客位置布置一个。从每个加速度计/麦克风到宽带ANC处理单元的连接，传统实施方案采用模拟连接。显然，其接线成本、复杂性均过高，处理单元上的连接器区域也需要很大。而这些问题均可通过A2B方案解决。
对于需要经济高效的传感器连接的新兴应用，A2B也可以被视为一项具有推动作用的技术。自动驾驶、生命体征监测和自动停车系统等应用预计于2020年开始量产，都能从A2B技术提供的特性、功能、便捷性和快速上市等优势中获益。
总结
A2B是一种数字总线架构，能够为接线集中的音频和控制应用提供一系列优化，还能提高系统性能和降低系统成本。
* A2B提供远高于模拟连接的音频质量，同时还能提供低成本、可扩展的数字总线架构。
* A2B可在各种汽车应用中提供低风险解决方案。
* 从2016年开始，基于A2B的系统已进入部署阶段，目前交付的系统数量已超过200万套。
* AD2428W以及功能精简、低成本的衍生产品AD2427W和AD2426W，代表了功能增强型A2B收发器的最新发展即按照既定的发展规划，致力于实现更高集成度和性能。
作者简介
Ken Waurin是ADI公司的战略营销经理，负责汽车信息娱乐系统相关工作。他的主要关注点是高级音响、主动降噪和车内连接。联系方式：kenneth.waurin@analog.com。
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