A2B更好的音频设计体验

音频是智能座舱的核心功能，涵盖车载音响、语音识别、e-Call、消噪及回声消除等应用，随着汽车智能网联化的发展，对音频的开发要求也越来越高，需要加入更先进、功能丰富的信息娱乐功能以满足消费者的用户体验。但传统的模拟并行音频信号传输方式，难以在功能增加与整车轻量化（线缆的重量及成本减少）之间取得均衡。

目前汽车中使用的总线主要有三种：

1）局域互连网络(LIN)：速度最高20kbps，主要用于要求低成本、速度/带宽比不太重要的子系统中。

2）控制器局域网(CAN)：传输速度最高1Mbps，比如用于在电子控制单元(ECU)和启停系统、驻车辅助系统和电子驻车制动器的传感器之间通信。

3）面向媒体的系统传输(MOST)：速度最高150Mbps，专用于传输音频、视频、语音和数据信号。定义ISO/OSI模型的全部7个层，从物理层直到应用层，是一个专有的解决方案。

随着网络技术不断发展，许多不同子系统使用的各种总线都包含非常复杂（且昂贵）的电缆。对于汽车应用，尺寸和重量是新的挑战，因为要满足新的环境法规就意味着需要开发能够（例如）降低CO2排放量的新系统。在这种情况下，就不太容易满足高带宽、低延迟，确定性、耐用且便宜的通信总线需求了。ADI公司通过汽车音频总线®(A2B)数字音频总线技术来帮助解决这一难题，该技术能够为汽车提供高保真度音响，同时显著减轻现有电缆线束的重量，从而提高汽车燃油效率。 A2B总线用于连接车辆中的音频设备，如MIC、功放（AMP）、多媒体主机（Head Unit）和T-BOX等。通过一条低成本的非屏蔽双绞线UTP，进行跨距离传输音频数据（I2S/TDM）、控制信号（I2C）、时钟和电源。数字接口能省去外围的DAC/ADC转换，为音频设计提供更简单、更方便的解决方案。图1非常详细地展示了传统汽车音频系统的实际布线。  

图1：传统的车内音频系统线缆

汽车音频总线（A2B）是ADI推出的一项创新技术，支持串联拓扑，即单个主机最多连接11个菊花链式（AD2428）的从机。A2B针对音频应用进行优化，速度为50Mbps。通过使用非屏蔽双绞线(UTP)，大幅简化连接，线束的总重量减少高达75%。节点之间的距离可达15米，最大网络最长约为60米。同样的UTP传输电源（幻象供电）最高可达300mA，非常适合数字麦克风。

若在主节点提供的供电功率分配不足时，可以由本地电源为从机节点供电。总线支持双向通信，主机至从机、从机至主机，最多可32个通道下行和上行（TDM4 、TDM6、TDM16）。最重要的是，可以保证延时最多2个时钟周期，为ANC/ENC/RNC这样的延时敏感型应用提供确定性。

图2：A2B架构

车载以太网

以太网是非常流行的网络技术，拥有庞大的生态系统。然而，到目前为止，它在汽车领域的应用非常有限，仅限于诊断、车载信息娱乐系统和高带宽传感器连接等。

车载市场已开始采用A2B来进行音频传输。涉及从不同总线子系统/节点传输数据的需求下，以太网还远远没有达到批量实施的水平。  如：Bose采用A2B总线将其QuietComfort道路噪声控制（RNC）技术带入支持Audio Weaver平台的车辆，特斯拉Model 3 ；2016年开始在福特汽车车上部署A2B，国内汽车厂如BYD 、威马、奇瑞等大部分车型已部署安装.

A2B 音频总线的优点:

1)可配置、灵活、低风险且易于使用

A2B 收发器允许 I2C 主机访问系统中的所有收发器。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）可简化采用A2B 的系统的设计过程。ADI还提供众多的全功能评估系统，可快速完成 A2B 网络的原型制作并加快早期系统概念验证、测试、验证和调试过程。

2)降低系统和电缆成本、重量和复杂性

使用 A2B 无需昂贵的微控制器和外部存储器。能够在用于传输数据的同一UTP（非屏蔽双绞线）电缆上向远程节点供电的收发器，在每个总线供电的从机节点上无需本地电源，从而降低整体系统BOM成本。与可能需要两个或三个双绞线连接或昂贵布线方案的其他数字总线架构相比，UTP电缆节省了系统级成本，例如连接车辆音频系统所需的重型电缆线束

3) 确定性低延迟

A2B 技术确保在每个帧的所有系统节点上同步采样和传递数据。帧结构在主机节点上被完全控制，以便对每个收发器在两个方向上使用可用的数据时隙进行编程，无论是贡献、提取或读取数据并将其传递到线路拓扑结构中的下一个节点。由于总线冲突或分组数据重组而导致的延迟会被移除。A2B 具有低于50μs的确定性极低延迟。

4）出色的音频质量

A2B具有可配置的44.1kHz或48kHz帧速率以及高达50Mbps的带宽，非常适合传输数字音频并提供相对于模拟连接的出色音频质量。系统节点在每个方向上支持多达32个总线插槽，且插槽宽度可编程为最高32位，从而支持 I2S 以及高达TDM32的众多TDM配置。同时本地支持PDM输入，收发器将输入抽取为PCM格式，然后将其放在 A2B 总线上。