A的A到Z2B應(yīng)用

縱觀其歷史，有許多汽車行業(yè)利用來(lái)自相鄰和互補(bǔ)市場(chǎng)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓的例子;工業(yè)、消費(fèi)和醫(yī)療保健等等。從汽車大規(guī)模生產(chǎn)的革命到采礦業(yè)引入輸送系統(tǒng)，再到自30多年前電子控制單元（ECU）首次利用微控制器功能以來(lái)一直在快速發(fā)展的處理能力的利用，汽車行業(yè)借用和受益于技術(shù)轉(zhuǎn)讓的例子太多了，無(wú)法一一列舉?，F(xiàn)在，汽車行業(yè)正在通過(guò)分享一項(xiàng)有望簡(jiǎn)化各種應(yīng)用中音頻分配挑戰(zhàn)的技術(shù)來(lái)回報(bào)這一青睞。

該 A2B總線是一種高帶寬、雙向數(shù)字總線，最初旨在解決汽車應(yīng)用中的音頻分配挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的汽車音頻網(wǎng)絡(luò)通常涉及多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模擬連接。一個(gè)?2B 技術(shù)解決了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模擬連接面臨的許多挑戰(zhàn)——電纜重量、電纜成本、布線困難以及多個(gè)連接的可靠性。它有助于傳輸完全同步的音頻數(shù)據(jù)（I2S/TDM/PDM） 和控制數(shù)據(jù) （I2C） 通過(guò)非屏蔽雙絞線 （UTP） 電纜和連接器基礎(chǔ)設(shè)施在整個(gè)分布式多節(jié)點(diǎn)音頻系統(tǒng)中?？偩€在上行和下行方向上最多支持 32 個(gè)音頻通道，總帶寬為 50 Mbps。一個(gè)2B 技術(shù)可以支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、菊花鏈和分支網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和最多 10 個(gè)從節(jié)點(diǎn)組成。主節(jié)點(diǎn)包含一個(gè)2連接到主機(jī)處理器的 B 收發(fā)器，可以發(fā)送音頻、控制數(shù)據(jù)和 I2C 數(shù)據(jù)到 A 上2B巴士。從節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜程度各不相同，從具有高處理能力的高級(jí)放大器到總線供電的麥克風(fēng)節(jié)點(diǎn)，包含2B 收發(fā)器，可連接到各種設(shè)備，如麥克風(fēng)、數(shù)字信號(hào)處理器 （DSP）、揚(yáng)聲器、傳感器（例如加速度計(jì)）或 D 類放大器。主從收發(fā)器器件支持各種附加功能，例如支持時(shí)分復(fù)用 （TDM） 和脈沖密度調(diào)制 （PDM） 麥克風(fēng)輸入。A 的簡(jiǎn)化導(dǎo)數(shù)2B 收發(fā)器具有多種功能級(jí)別，例如端點(diǎn)從站（不支持 TDM）、簡(jiǎn)化的主站（減少電纜長(zhǎng)度支持，支持更少的從站）和簡(jiǎn)化的端點(diǎn)從站（減少電纜長(zhǎng)度支持，減少 PDM 輸入）。

最初是專為汽車應(yīng)用提供的限量發(fā)布產(chǎn)品線，A2B技術(shù)于2019年全面投放廣闊市場(chǎng)，為大量應(yīng)用打開了大門。

其中 A 的用例2B總線已被證明在汽車行業(yè)的成功與運(yùn)輸行業(yè)的許多用例密切相關(guān)，其中A2B總線以前不可用。運(yùn)輸業(yè)的一個(gè)部門，建筑和農(nóng)業(yè)設(shè)備，正在經(jīng)歷快速的技術(shù)發(fā)展。這些機(jī)器是其操作員的工作環(huán)境，這意味著免提電話、集成多個(gè)麥克風(fēng)以促進(jìn)波束成形、緊急呼叫系統(tǒng)和降噪等功能將機(jī)器轉(zhuǎn)變?yōu)楦踩?、更舒適和互聯(lián)的工作環(huán)境。

圖1.示例 A2B 體系結(jié)構(gòu)。

用于非公路工業(yè)和多功能車的Fritzmeier駕駛室系統(tǒng)，采用Antretter&Huber的SMARTCOM系統(tǒng)，利用了A的可擴(kuò)展性。2B技術(shù)。SMARTCOM 系統(tǒng)具有麥克風(fēng)、有源揚(yáng)聲器和 FM/DAB 智能無(wú)線電模塊，旨在簡(jiǎn)化第三方模塊的集成。A的主要特點(diǎn)2SMARTCOM 系統(tǒng)利用的 B 總線包括集成多達(dá) 10 個(gè)連接到主節(jié)點(diǎn)的從節(jié)點(diǎn)的范圍，以及對(duì)雙向音頻流量的支持。

支持載人車輛（例如，公共汽車、飛機(jī)和火車）構(gòu)成了運(yùn)輸行業(yè)的另一個(gè)重要部分，現(xiàn)在可以利用2B技術(shù)。這些車輛中分布式音頻組件的連接為 A 提供了明顯的用例2B 設(shè)備，例如使用經(jīng)濟(jì)高效且輕巧的 UTP 電纜高效連接分布式揚(yáng)聲器。但是，存在更多細(xì)微的用例！一個(gè)2B 設(shè)備支持網(wǎng)絡(luò)上多達(dá) 32 個(gè)通道的下行音頻（從主節(jié)點(diǎn)到從節(jié)點(diǎn)）和上行音頻（從節(jié)點(diǎn)到主節(jié)點(diǎn)），便于在單個(gè)系統(tǒng)中分發(fā)不同音頻內(nèi)容的多個(gè)通道。此功能可以在旅游教練中用于分發(fā)各種流派的音樂或多種語(yǔ)言的旅游指南。

A的能力2用于遠(yuǎn)距離傳輸非關(guān)鍵通用輸入/輸出 （GPIO） 數(shù)據(jù)的 B 總線現(xiàn)在可以在運(yùn)輸行業(yè)的多個(gè)用例中使用。例如，公共汽車和長(zhǎng)途汽車中使用的停止按鈕可以利用此A2B 功能，因?yàn)榕c之相關(guān)的處理開銷最小 — 一旦 A2B 鏈路在初始化期間由主節(jié)點(diǎn)配置，GPIO 無(wú)需任何進(jìn)一步的主機(jī)干預(yù)即可運(yùn)行。

在運(yùn)輸行業(yè)之外，許多標(biāo)準(zhǔn)（如 AES67）利用以太網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 （IP） 等技術(shù)在各種距離上傳輸音頻，從家庭或小型工作室安裝到體育場(chǎng)或購(gòu)物中心安裝。一個(gè)2B技術(shù)不是許多基于以太網(wǎng)的長(zhǎng)距離傳輸音頻技術(shù)的直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。相反，A2B技術(shù)可以被認(rèn)為是一種補(bǔ)充技術(shù)，非常適合在骨干網(wǎng)絡(luò)和外圍設(shè)備（例如，麥克風(fēng)，揚(yáng)聲器等）之間提供邊緣連接。

例如，在體育場(chǎng)安裝的背景下，AES67 等以太網(wǎng)技術(shù)在整個(gè)大廳區(qū)域或套房或餐廳等本地區(qū)域之間分配音頻方面非常有效。但是，在本地區(qū)域中，A2B 技術(shù)在將以太網(wǎng)技術(shù)橋接到網(wǎng)絡(luò)邊緣方面提供了幾個(gè)明顯的好處。該 A2B 收發(fā)器具有集成的網(wǎng)絡(luò)控制器和 PHY。由 A 促進(jìn)的 UTP 連接器2B 設(shè)備經(jīng)濟(jì)高效且易于組裝，A 可容納 UTP 電纜2B 類設(shè)備經(jīng)濟(jì)高效、靈活且輕便。一個(gè)2從節(jié)點(diǎn)處理的角度來(lái)看，B技術(shù)也得到了高度優(yōu)化，無(wú)需微控制器即可實(shí)現(xiàn)從節(jié)點(diǎn)。

圖2.利用2B 表示邊緣連接。

該 A2B總線從一開始就被設(shè)計(jì)為在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中具有最低的處理要求。在系統(tǒng)初始化期間，主站A上的收發(fā)器2B 節(jié)點(diǎn)必須配置 A2B 網(wǎng)絡(luò) — 由主控制器負(fù)責(zé)（可以是任何具有 I 的 IC/SoC）2C 接口）。ADI提供嵌入式C或Linux格式的網(wǎng)絡(luò)配置參考軟件堆棧。配置網(wǎng)絡(luò)后，唯一進(jìn)一步的軟件開銷是為應(yīng)用程序選擇的狀態(tài)檢查策略的功能。此方法導(dǎo)致?2B技術(shù)優(yōu)于其他需要在連接到網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)中執(zhí)行復(fù)雜堆棧的技術(shù)。

一個(gè)2B技術(shù)的最小節(jié)點(diǎn)處理要求，加上通過(guò)電纜供電的能力，使網(wǎng)絡(luò)非常適合需要高度簡(jiǎn)化的從節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的應(yīng)用。錄音棚環(huán)境中的多個(gè)應(yīng)用可能會(huì)利用對(duì)具有總線電源的簡(jiǎn)單節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的支持，例如對(duì)講麥克風(fēng)或拾音器。將總線供電節(jié)點(diǎn)與本地供電節(jié)點(diǎn)相結(jié)合，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以創(chuàng)建復(fù)雜的演播室設(shè)計(jì)，利用 A 提供的 24 位、96 kHz 數(shù)字音頻路徑2B技術(shù)。A 支持的電纜長(zhǎng)度2B總線是另一個(gè)可以在演播室或小型舞臺(tái)環(huán)境中使用的功能。這種靈活性可以在小型舞臺(tái)環(huán)境中用于連接混音臺(tái)、監(jiān)聽器、麥克風(fēng)、均衡器或放大器等元件。

圖3.一個(gè)2B 軟件堆棧架構(gòu)。

A 支持的電纜長(zhǎng)度2B總線也可以用于當(dāng)今會(huì)議室的核心電話會(huì)議系統(tǒng)。電話會(huì)議系統(tǒng)需要連接各種元素，例如麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器和靜音按鈕。電話會(huì)議系統(tǒng)還可以利用 A 提供的超低確定性延遲2實(shí)施波束成形麥克風(fēng)解決方案時(shí)的 B 技術(shù)。所涉及的麥克風(fēng)數(shù)量、可用的處理能力和系統(tǒng)中的延遲會(huì)影響波束成形實(shí)現(xiàn)的有效性。一個(gè)2B 技術(shù)提供同步數(shù)據(jù)交換，保證最大延遲小于 50 μs。A 的 GPIO 支持2B總線還可以在電話會(huì)議系統(tǒng)中用于傳輸任何輔助信號(hào)，例如靜音控制按鈕或通話中或靜音狀態(tài)指示器。

憑借在汽車環(huán)境中的EMI / EMC兼容性的良好記錄，A2B 技術(shù)為需要在具有挑戰(zhàn)性的 EMC 環(huán)境中可靠傳輸音頻和非關(guān)鍵數(shù)據(jù)的應(yīng)用提供了極具吸引力的主張。符合嚴(yán)格的汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)，包括輻射、抗擾度和ESD，A2B總線非常適合航空電子設(shè)備和航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。通過(guò)保持與基本設(shè)計(jì)指南的一致性并遵循參考設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)兼容的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

此類參考設(shè)計(jì)是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是簡(jiǎn)化和加速客戶設(shè)計(jì)流程的技術(shù)所必需的。一個(gè)2ADI公司和許多第三方合作伙伴的硬件參考設(shè)計(jì)支持B技術(shù)。其他傳統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)要素包括樣品、文件和評(píng)估工具包的可用性。除此之外，A2B生態(tài)系統(tǒng)還包括其他三個(gè)重要元素：軟件、設(shè)計(jì)工具和第三方設(shè)計(jì)合作伙伴。

圖4.樣本 A2B 評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

除了前面提到的參考軟件棧架構(gòu)外，A2B技術(shù)還得到ADI公司業(yè)界認(rèn)可的開發(fā)工具SigmaStudio的支持。SigmaStudio是一個(gè)設(shè)計(jì)工具，用于支持A的各個(gè)方面。?2B 設(shè)計(jì)導(dǎo)入流程 — 通過(guò)拖放 A 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)2B節(jié)點(diǎn)及輔助設(shè)備、節(jié)點(diǎn)配置、誤碼率分析、帶寬計(jì)算、功耗計(jì)算。SigmaStudio 獲取配置數(shù)據(jù)并生成通用的 .c 和 .h 文件，以便集成到軟件堆棧中。

圖5.SigmaStudio 網(wǎng)絡(luò)配置工具。

測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商，包括Mentor，Total Phase等也是A的一部分。2B總線生態(tài)系統(tǒng)，提供A等產(chǎn)品2B 分析儀和監(jiān)視器。一個(gè)2B 分析器可以模擬 A 中的主節(jié)點(diǎn)或從節(jié)點(diǎn)2B 網(wǎng)絡(luò)。這在設(shè)計(jì)和原型化 A 時(shí)有所幫助2B 網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)2B 監(jiān)視器充當(dāng) A 上的被動(dòng)節(jié)點(diǎn)2B網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控所有A2B音頻和數(shù)據(jù)通過(guò)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)支持音頻的輸入和輸出。這些工具有助于縮短上市時(shí)間并為客戶降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性。它們還加快了項(xiàng)目發(fā)布前和發(fā)布后階段問(wèn)題的調(diào)試和調(diào)查。一個(gè)2B Technology 擁有多個(gè)第三方設(shè)計(jì)服務(wù)合作伙伴，在帶來(lái) A2B設(shè)計(jì)推向市場(chǎng)。這些合作伙伴提供從硬件模塊到定制硬件和軟件設(shè)計(jì)支持的一系列服務(wù)。

生態(tài)系統(tǒng)、EMI/EMC 穩(wěn)健性、電纜長(zhǎng)度支持和最小處理開銷等因素補(bǔ)充了音頻和數(shù)據(jù)傳輸能力，而2B巴士最為人所知。這些因素和能力使2B 對(duì)于各種行業(yè)（運(yùn)輸、專業(yè) AV 或音樂制作和表演）的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常有吸引力的主張。

A 的五個(gè)泛型2B類收發(fā)器已發(fā)布用于廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用，包括兩個(gè)主器件和三個(gè)從器件。提供的五個(gè)泛型包括超集和子集部分以及優(yōu)化的端點(diǎn)從設(shè)備。表 1 概述了支持的五種泛型。

該 A2B總線通過(guò)ADI公司的一系列產(chǎn)品評(píng)估板提供支持，這些產(chǎn)品評(píng)估板涵蓋A的各種通用器件2B 設(shè)備。這些板由其他 A 補(bǔ)充2B板由第三方設(shè)計(jì)服務(wù)提供。

審核編輯：郭婷