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看这家公司的“软硬兼施”的技术是如何完善汽车信息连接的?

2018-04-25 15:24 来源: EET电子工程专辑

汽车制造商致力于使其下一代的汽车比前代汽车更安全、更舒适、更智能且更节油。为此,需要在汽车中安装更多的信息娱乐系统、ECU (电子控制单元),这会导致电子系统的数量不断增加、复杂度也越来越高,以便实现主动噪声消除、互联网连接和车内通信等新功能。随着汽车电子系统的数量不断增加,连接各种系统所需的电缆的重量和成本也随之增加。增加的重量会反过来降低汽车的燃油效率,这一点让汽车制造商很苦恼。

汽车制造商必须在提供先进、功能丰富的信息娱乐系统和符合政府发布的燃油效率标准之间取得平衡,减轻现有电缆的重量可大幅提高燃油效率。各家汽车半导体技术提供商都在试图用最优化的解决方案解整车厂的性能顾虑,而各种有线和无线标准的推出提供了差异化的选择,ADI在汽车音频总线的A2B总线技术(有线的“硬”策略)和电池包管理(BMS)上应用其具有超高可靠性和低功耗特性的SmartMesh(无线“软”策略)值得关注。

音频连接的A2B“硬”策略

当代信息娱乐系统中已经广泛采用MOST或以太网AVB等数字总线标准,这是因为这些标准能够大幅简化与模拟实施方案相关的接线复杂性。然而,MOST和以太网AVB虽然能够提高性能和灵活性,但会增加管理其相关软件协议堆栈的高价格微控制器,从而增加成本。此外,这些数字总线架构本身对节点之间延迟存在着不确定性。对于车厢内主动噪声消除等易受延迟影响的应用,这一点是不能被接受的。

汽车音频总线 (A2B)是ADI公司的一项创新的和为应用应运而生的技术,该技术最多能够将电缆的重量减轻75%,而且还能提供高保真数字音频。汽车音频总线针对音频应用进行优化,相比模拟音频总线能够提供出色的音频质量,而且其系统总成本远低于现有的数字总线标准。最简单的A2B是一种高带宽(50 Mbps)数字总线,它能够通过在非常长的距离(节点间的距离最长达10 m)上,使用一条无屏蔽双绞线将I2S音频和I2C控制数据与时钟和功率一起传输。

从实施角度来看,A2B是一种单主机、多从机线路拓扑结构。AD2410是采用A2B器件系列的首款产品,它在一条非屏蔽双绞线上支持最多8个从节点的菊花链,从而不需要有些竞争对手技术中要求的冗余线缆。借助这种菊花链能力,A2B总线距离最长可达40m,单个节点之间的最长距离可达10 m。用直线拓扑结构代替环形拓扑结构是A2B技术中一个重要的元素,对整体系统完整性和稳定性非常重要。如果A2B菊花链的一个连接受到影响,整个网络不会崩溃。只有故障连接下游的节点会受到故障影响,而A2B技术特有的内嵌诊断功能则能够隔离故障的来源和起因。

与现有的数字总线架构相比,A2B主从线拓扑结构本身更为高效。通过简单地初始化总线后,无需更多处理器干预即可管理常规总线运行。然而,A2B技术确实可响应中断信号,因为音频节点可能会在需要维修和保养时发出信号。A2B的独特架构带来的一个附加优点是,系统延迟完全是可确定的(两个个周期的延迟),并且与音频节点在A2B总线上的位置无关。此特性对主动噪声消除等新兴应用极其重要,在有源噪声消除应用中,必须以时序一致的方式处理多个远程传感器产生的音频样本。

看这家公司的“软硬兼施”的技术是如何完善汽车信息连接的?

基于AD2410的A2B汽车应用的主机DEMO

AD2410 A2B收发器可在一条非屏蔽双绞线上传输音频、控制、时钟和功率信号。与传统实施方案相比,物理线缆的数量有所减少。A2B技术提供的50 Mbps总线带宽总值最多可支持32个使用标准音频采样速率(44.1 kHz、48 kHZ)和通道宽度(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。

此外,系统级诊断功能是A2B技术的一个重要元素。所有A2B节点都能够识别多种故障状况,其中包括断路、电线短路、电线反向或电线短路至电源或地。从系统完整性角度看,这个功能非常重要,因为在出现断路、电线短路或电线反向等故障时,故障上游的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。

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