模擬傳輸?shù)綌?shù)字傳輸，A2B繼續(xù)以太網(wǎng)結(jié)合

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）近年來(lái)，汽車(chē)電子系統(tǒng)的復(fù)雜性在越來(lái)越多的數(shù)據(jù)流穿行下迅速增加。不同數(shù)據(jù)流對(duì)帶寬、延遲以及穩(wěn)定性的要求各不相同，與之匹配的傳輸線(xiàn)纜也愈發(fā)多樣。

其中音頻總線(xiàn)面對(duì)了不少壓力，一是麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器數(shù)量的激增，需要傳輸?shù)?a target="_blank">信號(hào)增多，二是音頻設(shè)備增多后線(xiàn)纜增加，車(chē)輛需要減輕重量增加MPG，然后還包括提高音質(zhì)，降低路面噪聲等需求。汽車(chē)音頻一直是汽車(chē)電子系統(tǒng)中一項(xiàng)核心的功能，音頻信號(hào)的傳輸要求隨著汽車(chē)智能化的發(fā)展也水漲船高，同時(shí)也要在功能增多的情況下保證傳輸質(zhì)量并降低線(xiàn)束重量與成本。

模擬汽車(chē)音頻連接

在一個(gè)傳統(tǒng)的汽車(chē)音頻系統(tǒng)中，汽車(chē)麥克風(fēng)采用模擬連接。這種傳統(tǒng)模擬連接模式，包括一個(gè)音響主機(jī)，還有一個(gè)音頻放大器。其中的線(xiàn)束線(xiàn)主要是集中在CAN總線(xiàn)、使能線(xiàn)這些數(shù)字線(xiàn)束和屏蔽線(xiàn)這些模擬線(xiàn)束上。其中數(shù)字線(xiàn)不多，而且多集中在音響主機(jī)到音頻放大器到音頻設(shè)備這條線(xiàn)上。從音頻主機(jī)連出來(lái)的一些模擬線(xiàn)非常多，而且基本都是帶屏蔽的。

從主機(jī)端到放大器端，包括麥克風(fēng)端線(xiàn)束全部都需要從主機(jī)一條一條拉過(guò)去，然后再耦合起來(lái)。模擬連接居多的這種形式帶來(lái)的一個(gè)最直接的影響就是有比較高的延遲，然后同時(shí)也需要DAC和ADC來(lái)進(jìn)行編解碼，整個(gè)過(guò)程中需要耗費(fèi)不少時(shí)間的。

現(xiàn)在車(chē)內(nèi)音頻應(yīng)用里的功能做得越來(lái)越復(fù)雜，模擬連接這一路線(xiàn)已經(jīng)很難滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的連接需求。比如聲學(xué)噪聲抑制，需要繼續(xù)增加相應(yīng)的麥克風(fēng)但連接數(shù)量不宜過(guò)多，比如振動(dòng)檢測(cè)，PWM調(diào)光，需要減少?gòu)臋C(jī)供電盡可能降低系統(tǒng)復(fù)雜性。

A2B使遠(yuǎn)程I2S/TDM成為可能

A2B數(shù)字音頻協(xié)議解決了不少問(wèn)題，首先它杜絕了模擬傳輸在轉(zhuǎn)換上產(chǎn)生的信號(hào)損耗，讓數(shù)字信號(hào)的遠(yuǎn)程I2S/TDM傳輸成為可能。

市面上的模擬音頻傳輸，處理器是走I2S/TDM去和音頻編解碼器進(jìn)行一個(gè)連接，然后再進(jìn)行模擬的輸出和輸入。然后到后端處理的時(shí)候，模擬輸入又要與音頻編解碼器進(jìn)行連接把它的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，最后信號(hào)再由處理器進(jìn)行處理。這里多次的模擬與數(shù)字轉(zhuǎn)換不可避免地會(huì)產(chǎn)生信號(hào)損耗。

而A2B技術(shù)確保了在每個(gè)幀的所有系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)上同步采樣和傳遞數(shù)據(jù)，移除了總線(xiàn)沖突或分組數(shù)據(jù)重組而導(dǎo)致的延遲，具有低于50μs的確定性極低延遲，既沒(méi)有數(shù)據(jù)包的沖突也沒(méi)有數(shù)據(jù)的爭(zhēng)用。信號(hào)在處理器端通過(guò)A2B進(jìn)行一個(gè)編解碼打包，傳輸?shù)较掠卧侔袸2S和TDM信號(hào)解析出來(lái)，能夠很輕易地實(shí)現(xiàn)I2C和I2C的接口拓展。同時(shí)A2B傳輸在設(shè)置后就不需要與處理器進(jìn)行交互，不需要復(fù)雜的軟件堆棧，也不需要存儲(chǔ)器。

A2B汽車(chē)音頻總線(xiàn)在走線(xiàn)上只需要從主機(jī)端連一條全數(shù)字線(xiàn)到各個(gè)麥克風(fēng)，然后送到公板端。這條UTP雙絞線(xiàn)跟前面模擬連接里的線(xiàn)束相比，可節(jié)省的線(xiàn)索非常多，起碼可以減少近75%的線(xiàn)束數(shù)量。雖然A2B專(zhuān)利費(fèi)用和光線(xiàn)收發(fā)器成本不低，但是在減少了如此多線(xiàn)束數(shù)量的情況下其使用成本依然很可觀。

不僅僅在汽車(chē)應(yīng)用上，任何音頻數(shù)據(jù)要兼顧遠(yuǎn)距離傳輸和低成本，A2B都是不錯(cuò)的選擇。

A2B＋以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合

A2B是可用于麥克風(fēng)、傳感器和音頻的總線(xiàn)，而以太網(wǎng)眾所周知是多媒體總線(xiàn)。二者在某些應(yīng)用領(lǐng)域上有所重合而且各有優(yōu)劣，A2B＋以太網(wǎng)相結(jié)合的傳輸可以兼顧二者的優(yōu)勢(shì)。

以太網(wǎng)在傳輸距離、數(shù)據(jù)速率上是更高的，但它的延遲更高而且不像A2B的延遲具有確定性。另一方面以太網(wǎng)可以重復(fù)地利用現(xiàn)有布線(xiàn)來(lái)實(shí)施，有即插即用的優(yōu)勢(shì)。A2B的優(yōu)勢(shì)在于以更低的線(xiàn)纜成本提供確定的低延遲傳輸，而且每個(gè)節(jié)點(diǎn)無(wú)需μP運(yùn)行堆棧，還能提供總線(xiàn)供電（非PoE型以太網(wǎng)并不提供遠(yuǎn)程供電）。

在音頻或非關(guān)鍵邊緣設(shè)備端（如揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、傳感器、燈珠）使用A2B進(jìn)行傳輸，充分利用其線(xiàn)纜低成本、可總線(xiàn)供電且低延遲優(yōu)勢(shì)，大大降低傳輸系統(tǒng)的負(fù)載與復(fù)雜性；在數(shù)據(jù)包與協(xié)議轉(zhuǎn)換過(guò)程中，由ADI的音頻μP轉(zhuǎn)換到帶I2C和以太網(wǎng)的任意μP（只要搭載I2C就能充當(dāng)主機(jī)并管理其他協(xié)議的轉(zhuǎn)換），再利用以太網(wǎng)在傳輸距離和帶寬上的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行大范圍傳輸。二者通過(guò)數(shù)據(jù)包協(xié)議的轉(zhuǎn)換相結(jié)合，充分利用其各自在不同總線(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

小結(jié)

從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)變，A2B傳輸延遲低且確定，系統(tǒng)成本也隨之下探。A2B也開(kāi)始進(jìn)入電動(dòng)汽車(chē)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的非音頻應(yīng)用領(lǐng)域，而且由于其在遠(yuǎn)程傳輸上的優(yōu)勢(shì)，與以太網(wǎng)的結(jié)合具有很高的有邊緣應(yīng)用價(jià)值。