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[导读]根据行业调研数据,目前全球超过 55% 的车辆已配备高级音频功能,且该应用的增长速度是乘用车整体增速的八倍之多。随着音频应用的不断创新,传统的座舱内部通信链路已经无法满足其高带宽低延迟的需求;同时伴随着软件定义汽车的深化,传统的单一模拟音频传输,也需要与多功能实时网络更好的融合。

根据行业调研数据,目前全球超过 55% 的车辆已配备高级音频功能,且该应用的增长速度是乘用车整体增速的八倍之多。随着音频应用的不断创新,传统的座舱内部通信链路已经无法满足其高带宽低延迟的需求;同时伴随着软件定义汽车的深化,传统的单一模拟音频传输,也需要与多功能实时网络更好的融合。

基于此背景,ADI近期正式宣布其 A²B™ 2.0 汽车音频总线技术进入全面量产阶段,由 ADAA2457、ADAA2456 及 ADAA2455 构成的 ADAA245x 系列产品,为OEM和Tier1提供了更好的系统性能提升和成本优化,助力其在各个不同层次的车型中,持续加速智能座舱的音频应用创新。


载波调制技术演进,实现系统性能提升和成本优化

分析A²B 2.0的技术逻辑,首先需要关注其在物理层调制方式上的升级。据ADI汽车事业部汽车音频与网络策略董事总经理Andrew Lanfear分享,在 A²B 1.0 时代,系统主要采用线码调制(Line-coded),而 ADAA245x 系列则全面转向载波调制(Carrier-based modulation)。从信号完整性与频谱分布的角度来看,编码方式升级通过将有用信号调制到特定的载波频段,有效规避了汽车内部复杂的低频及中频电磁干扰环境。

这种物理层革新在工程实现层面带来了显著的EMC收益。根据 ADI 披露的技术实测数据,A²B 2.0在关键汽车电磁频率范围内提供了超过 20dB 的额外降噪余量。对于系统设计工程师而言,这 20dB 的余量意味着更低的布线难度与更简单的滤波器设计需求。在上一代方案中,为了通过严苛的汽车 EMC 测试,设计人员往往需要在电路板上布置复杂的外部滤波电路和防护器件。而由于A²B 2.0在芯片物理层层面提升了抗干扰能力,系统对于外部保护元器件的依赖程度大幅降低。与上一代方案相比,新一代设计可减少超过 50% 的外部元器件使用量。在 PCB 板级空间日益紧张的座舱域控制器或主动降噪模块中,这种元器件数量的削减直接促成了约 30% 的系统成本降低。

针对日益复杂的座舱声学环境,A²B 2.0技术可以将总线带宽提升至 98.3 Mbps(全双工),是上一代技术的四倍,这一带宽能够支持多达 119 个上行/下行通道。Andrew Lanfear在分享中谈到,”你可能会觉得 119 个通道已经非常多了,确实不少。但如果你想进一步提升音频品质,比如切换到 24-bit 高分辨率,或者把采样率提升到 96kHz,这些都会大量消耗通道数。幸好 A²B 2.0 的带宽足够充裕,而且总线设计非常灵活,可以把多种数据打包进同一个通道,完全能够满足当下以及未来各种高端音频应用的需求。“

对比特率和采样率要求的提升,正逐渐成为主流车型的标准需求。这种带宽增量本质上是为高分辨率音源和大规模传感器阵列(如用于路噪消除的加速度计和麦克风阵列)预留了必要的吞吐余量。

在拓扑结构的扩展性方面,A²B 2.0支持单一主节点挂载多达 11 个从节点,总线最大长度可达 80 米,节点间距最高支持 15 米。对于全尺寸 SUV 或大型巴士平台,这种长距离、多节点的传输能力意味着工程师无需引入额外的以太网交换机或中继网关,即可实现覆盖全车的低延迟声学反馈网络。这种菊花链布线极大地简化了车身线束的复杂性,能够实现75% 线束重量降低。


车载音频应用深度拓展,融入软件定义汽车架构

在车载通信领域,时延的“确定性”比“低延迟”数值本身更具工程意义。以路噪消除(RNC)功能为例,该功能需要通过安装在底盘或悬架上的加速度传感器实时采集轮胎振动产生的低频噪声,信号经总线回传至中央处理器(如 SHARC DSP),计算出反向抗噪波后,再经由总线发送至扬声器。为了实现有效的声学抵消,抗噪波必须在噪声实际到达乘客耳部的同一瞬间释放,时间窗极窄。

A²B 2.0提供了 62 μs的确定性延迟。与基于包交换机制、受限于软件协议栈调度和网络拥塞影响的以太网架构不同,A²B 总线的传输延迟是恒定且可预测的,不随总线负载的变化而波动。这种硬件级的定时机制确保了传感器数据与执行器指令之间的高度相位同步。在个人声场分区(PSZ)应用中,系统需要对数十个扬声器单元进行精确的时域延迟控制以实现定向声束,A²B 2.0的确定性特性为这类复杂的空间声学算法提供了来自物理层的可靠实时性保证。

而随着软件定义汽车的趋势下,车载骨干网已向以太网标准靠拢。然而,在车门、车顶或座椅头枕等边缘节点,部署完整的以太网节点(包括以太网 PHY、变压器及交换机端口)在成本和功耗上往往不可行。针对这一矛盾,A²B 2.0引入了基于开放联盟 SPI(OASPI)接口的以太网隧道(Ethernet Tunneling)技术。

这一技术允许系统在 A²B 总线的同步数据帧中“封装”二层以太网数据包,提供最高 23 Mbps 的以太网隧道带宽。这意味着座舱系统可以利用已有的非屏蔽双绞线,在传输实时音频流的同时,通过同一根线缆实现对边缘节点的远程诊断、固件在线更新(OTA)以及非实时的控制信令传输。这种设计避免了在每个麦克风或扬声器节点部署昂贵的以太网收发器,同时又确保了边缘节点能够无缝接入整车的软件管理体系。这种实时音频流与非实时管理数据的物理隔离与逻辑统一,是 A²B 2.0能够适配 SDV 架构的关键特性。

从更广阔的视角审视,A²B 2.0的应用范畴已从传统的车内娱乐大幅扩展。在主动安全与自动驾驶辅助领域,座舱外部麦克风正成为重要传感器,用于监听紧急车辆(如救护车或消防车)的警报声。由于声波信号在空气中的传播速度有限,系统必须尽可能缩短从麦克风采集到算法决策之间的处理延迟。A²B 2.0的低延迟特性配合外部麦克风阵列,能够显著提升系统对外界声环境的感知速度。

此外,在电动汽车强制要求的声学警报系统(AVAS)以及日益普及的车内通讯(ICC)系统中,A²B系列通过总线供电支持高达 50W 能力,简化了外部功率放大器和扬声器的部署。工程师只需一根双绞线即可同时传输音频信号和驱动电源,省去了为每个远端节点单独布设电源线的麻烦。


A²B生态兼容,支持混合部署

作为A²B 2.0的最新量产组合,ADAA245x 系列包含三款针对不同应用层级优化的产品:ADAA2457 作为旗舰器件,支持完整的 119 通道、载波调制以及关键的以太网隧道功能;ADAA2456 则定位为全功能版本,适用于不需要以太网隧道的应用场景;而 ADAA2455 则针对低成本子节点进行了优化,主要承担总线终端的数据采集或执行任务。这种梯次化的产品组合允许一级供应商(Tier 1)根据车型的配置(从入门级到豪华级)灵活选用芯片,同时由于其软件驱动和 API 是统一的,车企可以实现单一软件代码库对多种硬件配置的覆盖。

在量产管理方面,ADAA245x 系列集成了 OTP(一次性可编程)内存。这一功能允许 OEM 厂商在生产线上为每个总线节点注入唯一的序列号、生产批次或特定配置参数。在复杂的座舱系统中,这种硬件级的可追溯性对于故障诊断和售后维护具有极高价值。此外,集成 OTP 内存还支持系统在启动时自动探测总线拓扑和节点功能定义,从而实现即插即用式的自动化配置,显著降低了量产阶段的软件配置与生命周期管理复杂度。

考虑到汽车工业的长周期特性,ADAA245x 系列在设计时充分保留了对 A²B 1.0 生态的兼容性。该系列产品完全兼容上一代的非屏蔽双绞线及连接器基础设施。在工程实践中,ADA245x 芯片可以通过行业标准的 I2S、I2C、TDM 或 PDM 接口与其他 A²B 1.0 模块进行桥接。这意味着车企可以在新一代平台上采用 2.0 标准作为座舱主干,同时在部分末端节点继续沿用已验证的 1.0 模块,实现新旧方案的混合部署。

这种兼容性策略不仅保护了 Tier 1 供应商已有的硬件开发投入,还提供了平滑的性能升级路径。例如,一个成熟的主动降噪模块可以无缝接入 ADAA2457 构成的 2.0 主网,通过 I2S 接口共享同步时钟和控制指令。这种复用能力,在车企面临巨大降本压力的当下,提供了更灵活的选择。

Andrew Lanfear也在采访中谈到,A²B2.0中有更高带宽的多种产品型号,再结合A²B 1.0,可以实现在多个车辆级别中部署——从入门级一直到高端车辆,并根据每款具体车辆适当扩展节点数量和连接数量。从而真正为OEM在许多车辆系列中轻松部署提供能力。


结语

A²B 2.0的全面量产,标志着车载声学通信技术在处理大规模、高实时数据方面达到了新的高度。它通过载波调制技术解决了汽车复杂的 EMC 挑战,利用四倍带宽冗余应对高规格音源需求,并凭借以太网隧道技术成功对接 SDV 架构。在未来的座舱设计中,这种兼顾系统成本、确定性时延与物理层鲁棒性的解决方案,将成为构建沉浸式座舱体验的技术基础。ADAA245x 系列与骨干以太网的协同逻辑,不仅是优化音频系统的需求,更是设计高效能、可扩展车载网络的关键路径。随着 A²B 节点在全球范围内装车量突破 3 亿个,A²B 2.0 有望进一步强化其在智能座舱的音频连接领域的标准地位。

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