【導(dǎo)讀】對(duì)于當(dāng)前越來(lái)越多的高速信號(hào)設(shè)計(jì)而言，高速傳輸線(xiàn)基本上都是差分對(duì)（DDR5 數(shù)據(jù)線(xiàn)還是單端的）。差分對(duì)設(shè)計(jì)的好處就是正端和負(fù)端是幅值大小相等，方向相反的進(jìn)行傳遞，當(dāng)外界對(duì)其有干擾時(shí)，正負(fù)相互抵消所以抗干擾能力比較強(qiáng)，另外共模噪聲比較小，向外輻射的能量也少。

空間有三維，聲音也有。

作為現(xiàn)代人的第三生活空間，汽車(chē)的聲音就存在至少三個(gè)維度：

駕駛艙對(duì)內(nèi)部——駕乘人員喜歡聽(tīng)到的聲音，座艙音響系統(tǒng)需要不斷滿(mǎn)足人們不斷挑剔的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)；

駕駛艙對(duì)外部——對(duì)于駕乘人員討厭的外部聲音需要盡量降低，例如風(fēng)噪、胎噪，等等；

汽車(chē)對(duì)外部行人——行人需要能聽(tīng)到的汽車(chē)行駛的聲音，缺少發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)汽車(chē)行駛過(guò)于安靜，需要產(chǎn)生行人警示音以提高行車(chē)安全。

讓喜愛(ài)的聲音聽(tīng)起來(lái)更美

不知從何時(shí)開(kāi)始，越來(lái)越多的車(chē)企開(kāi)始關(guān)注自家車(chē)型的音響品質(zhì)，哈曼卡頓、BOSE、柏林之聲、丹拿、JBL……各種音響品牌紛紛出現(xiàn)在熱門(mén)新車(chē)的配置表之上，動(dòng)輒十多個(gè)甚至二十多個(gè)揚(yáng)聲器，很多車(chē)載音響功率超過(guò)2000W。

作為第三生活空間，音頻硬件必須給力，除了揚(yáng)聲器單元，核心音頻處理器也很關(guān)鍵，例如，具有非凡內(nèi)核及存儲(chǔ)性能與出色的I/O吞吐能力完美結(jié)合的SHARC處理器。

針對(duì)汽車(chē)音頻系統(tǒng)，ADI單芯片多核SHARC處理器ADSP-SC57x和ADSP-2157x，可實(shí)現(xiàn)出色的音質(zhì)和更高性?xún)r(jià)比、更可靠的音頻系統(tǒng)，提升音頻體驗(yàn)。新處理器平臺(tái)滿(mǎn)足汽車(chē)應(yīng)用溫度范圍，無(wú)需昂貴笨重的散熱器或風(fēng)扇，從而節(jié)省終端應(yīng)用的空間。

該系列集ADI SHARC技術(shù)和ARM?Cortex-A5系統(tǒng)控制能力于一體，提供針對(duì)復(fù)雜應(yīng)用的高性能、低成本解決方案，如DolbyAtmos?，DTS:X?或主動(dòng)降噪等，并有性能余量供進(jìn)一步音頻后處理之用。

值得一提的是，ADSP-SC57x和ADSP-2157x整體集成、低功耗和汽車(chē)應(yīng)用溫度范圍選項(xiàng)可大幅節(jié)省BOM和PCB面積，進(jìn)而降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度，縮短應(yīng)用面市時(shí)間。新處理器能在更小的封閉區(qū)域內(nèi)和很高的汽車(chē)應(yīng)用溫度下靈活地工作。

讓討厭的聲音降低分貝

過(guò)去，為了降低車(chē)內(nèi)噪音并使汽車(chē)感覺(jué)更高端，汽車(chē)制造商會(huì)在所有可能的位置（底板、整流罩等）加上隔音屏障。輕質(zhì)材料誕生后，也只是增加了很多抑制作用，然后因附加重量影響燃油效率。因此，他們轉(zhuǎn)向一種簡(jiǎn)單的模擬技術(shù)——主動(dòng)降噪，該技術(shù)最初在20世紀(jì)50年代用于降低直升機(jī)和飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)震耳欲聾的引擎聲，后來(lái)被耳機(jī)行業(yè)廣泛應(yīng)用。

與耳機(jī)的聲學(xué)模型顯著不同，駕駛艙中的噪聲主要來(lái)自路面，汽車(chē)路噪降噪需要對(duì)外部噪聲采樣，對(duì)部署于汽車(chē)底盤(pán)或輪轂上的振動(dòng)傳感器或麥克風(fēng)采集的數(shù)據(jù)處理和延遲提出了挑戰(zhàn)，如果傳輸延遲長(zhǎng)、處理速度慢，沒(méi)等降噪聲波抵達(dá)產(chǎn)生抵消的效果，噪聲聲波已經(jīng)進(jìn)入乘客耳膜了?？紤]到道路或發(fā)動(dòng)機(jī)噪音到達(dá)乘客只需要大約 0.009 秒，過(guò)去的汽車(chē)總線(xiàn)傳輸技術(shù)有點(diǎn)鞭長(zhǎng)莫及。

ADI的汽車(chē)音頻總線(xiàn)（A2B）針對(duì)汽車(chē)音頻應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，速度為50Mbps，非常適合數(shù)字麥克風(fēng)。而非常重要的是，A2B可以保證延時(shí)最多2個(gè)時(shí)鐘周期，從而為ANC/RNC這樣的延時(shí)敏感型應(yīng)用提供了時(shí)間確定性。A2B技術(shù)提供的超低確定性延遲特性，A2B技術(shù)提供同步數(shù)據(jù)交換，保證最大延遲低于50 μs，為0.009秒的聲音傳播條件下的噪聲消除創(chuàng)造了必要條件。

上圖是ADI與現(xiàn)代汽車(chē)團(tuán)隊(duì)合作，利用ADI的A2B、加速度計(jì)和Griffin DSP，成功地在現(xiàn)代汽車(chē)的GV80上部署了業(yè)界首款全數(shù)字式路噪主動(dòng)噪聲控制(RANC)系統(tǒng)。全數(shù)字路噪降噪系統(tǒng)能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的噪聲分析和快速計(jì)算，確保及時(shí)降低駕駛員、乘客和后排各個(gè)座椅位置的道路噪聲。在測(cè)試中，RANC可將座艙噪音降低一半。

讓需要的聲音被聽(tīng)到

人們對(duì)汽車(chē)聲音的體驗(yàn)因人而異：熱衷傳統(tǒng)汽車(chē)駕車(chē)速度體驗(yàn)的駕駛愛(ài)好者，發(fā)動(dòng)機(jī)的低沉聲音可以聽(tīng)起來(lái)像藝術(shù)品，但對(duì)于住在嘈雜的馬路邊的人而言，那是讓人頭疼的噪音。但是，無(wú)論喜歡與否，在擁擠的街道，汽車(chē)的聲音能讓我們感覺(jué)到正在靠近的車(chē)輛。然而，電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)就沒(méi)有這種典型的聲音——這也是世界各地紛紛出臺(tái)新規(guī)，要求每一輛電動(dòng)車(chē)都必須安裝警示音，以便在路面交通，即便在低速行駛時(shí)也能被感知的原因。

為此，ADI嵌入式系統(tǒng)用于為電動(dòng)(EV)和混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)聲音，提供了兩種不同解決方案，包括用于EV的車(chē)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)聲音模擬以及外部發(fā)動(dòng)機(jī)聲音產(chǎn)生，高端應(yīng)用方案基于ADSP-BF706開(kāi)發(fā)，對(duì)于入門(mén)級(jí)應(yīng)用則基于ADAU1450 SigmaDSP?。這些解決方案可以合成聲音并根據(jù)行駛速度調(diào)整頻率、音量和其他參數(shù)，而且可以將音頻發(fā)送到音頻功率放大器。根據(jù)具體立法的要求，警示音可以利用內(nèi)燃機(jī)聲音或任何其他合成信號(hào)音來(lái)模擬。

ADI解決方案包含完整的硬件和固件參考設(shè)計(jì)。ADSP-BF706采用存儲(chǔ)器映射四通道SPI存儲(chǔ)器，能夠更快速、更便捷地訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)的用于產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)聲音的音頻文件。它最多可以同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)24個(gè)WAV文件，而傳統(tǒng)產(chǎn)品一般只能訪(fǎng)問(wèn)五個(gè)。ADI提供基于ADSP-BF706或 ADAU1450 的完整硬件和軟件參考設(shè)計(jì)，以及用于實(shí)時(shí)參數(shù)調(diào)試的 SigmaStudio? 開(kāi)發(fā)環(huán)境。

（來(lái)源：亞德諾半導(dǎo)體）

推薦閱讀：

差分對(duì)緊耦合真的比松耦合好嗎？

低功耗藍(lán)牙/蜂窩物聯(lián)網(wǎng)智能手表實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程護(hù)理和SOS警報(bào)

驅(qū)動(dòng)LED的好方法

安森美和Ride Vision合作，為摩托車(chē)騎行者提供先進(jìn)的安全方案

近距離了解電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用中的緩沖吸收電容器