浅谈车载A2B音频总线（汽车音频总线）

admin2024-01-19T17:22:35+08:00

创新音频总线解决方案 - A2B

不仅限于汽车

A2B 是一种高带宽双向数字音频总线。A2B 能够在很长的距离上（节点间的距离最长达15 m，整个菊花链长度超过40 m），使用一条非屏蔽双绞线传输I2S/TDM/PDM数据和I2C控制信息以及时钟和供电信号。 A2B可用作自己内置嵌入式子网的网络，或与其他较长的距离协议结合使用的端点传输总线。时钟在单个A2B 网络中的所有节点上同步。同时在系统中的每个节点上接收麦克风和串行音频数据。

A2B 音频总线的优点

可配置、灵活、低风险且易于使用 A2B 收发器允许 I2C 主机访问系统中的所有收发器。使用 SigmaStudio® 图形化开发环境（与支持ADI公司 SigmaDSP® 和 SHARC® 处理器系列的开发工具相同）可简化采用A2B 的系统的设计过程。ADI还提供众多的全功能评估系统，可快速完成 A2B 网络的原型制作并加快早期系统概念验证、测试、验证和调试过程。 降低系统和电缆成本、重量和复杂性 使用 A2B 无需昂贵的微控制器和外部存储器。能够在用于传输数据的同一UTP（非屏蔽双绞线）电缆上向远程节点供电的收发器，在每个总线供电的从机节点上无需本地电源，从而降低整体系统BOM成本。与可能需要两个或三个双绞线连接或昂贵布线方案的其他数字总线架构相比，UTP电缆节省了系统级成本，例如连接车辆音频系统所需的重型电缆线束。 出色的音频质量 A2B具有可配置的44.1kHz或48kHz帧速率以及高达50Mbps的带宽，非常适合传输数字音频并提供相对于模拟连接的出色音频质量。系统节点在每个方向上支持多达32个总线插槽，且插槽宽度可编程为最高32位，从而支持 I2S 以及高达TDM32的众多TDM配置。同时本地支持PDM输入，收发器将输入抽取为PCM格式，然后将其放在 A2B 总线上。 确定性低延迟 A2B 技术确保在每个帧的所有系统节点上同步采样和传递数据。帧结构在主机节点上被完全控制，以便对每个收发器在两个方向上使用可用的数据时隙进行编程，无论是贡献、提取或读取数据并将其传递到线路拓扑结构中的下一个节点。由于总线冲突或分组数据重组而导致的延迟会被移除。A2B 具有低于50µs的确定性极低延迟。

A2B 解决汽车和其他音频市场挑战

汽车和运输音频 ECU主动降噪路噪降噪个人音区分区/有源扬声器紧急呼叫和远程信息处理系统自动驾驶系统智能无线电连接 楼宇技术（智能楼宇）用于免提通话/语音识别的麦克风阵列A/V会议室住宅对讲系统 消费电子专业影音设备生命体征监测（可穿戴设备）家庭影院

概述

随着汽车行业的发展，汽车总线技术也不断地发展、优化，从复杂的链接形式，逐渐的通过新的技术简化。A2B技术最初就是针对汽车行业设计的，用于传输音频信号，该A2B技术于2019年面向广泛市场全面开放，适合于各类应用，包括工业、消费等领域。A2B总线设计的初衷，就是尽可能减少整个网络的处理要求。在系统初始化期间，A2B主节点上的收发器必须配置A2B网络，这是主机控制器（可以是任何带I2C接口的IC/SoC）应承担的工作。

什么是A2B总线

A2B总线是一种高带宽双向数字总线，A2B技术可以解决许多与点对点模拟连接相关的挑战，包括电缆重量、电缆成本、布线难题，以及多个连接的可靠性。它有助于通过非屏蔽双绞(UTP)线和普通连接器实现多点的音频数据传输。该技术在上行和下行总线上支持多达32个音频通道，提供50Mbps总带宽。A2B支持点对点、菊花链和分支网络拓扑。在实际的应用中，可以灵活的配置，简化工程师的设计时间，同时对连接器的要求非常低，降低整体的线缆成本，在产品应用中有很大的优势。

A2B总线特点

 一个主机可以与多个从机进行连接，支持多种拓扑结构 节点之间线缆长度可达15米，级联可以达到40米的传输距离 多通道 I2S/时分复用 至 I2S/TDM 各节点之间低延迟通信 I2C 至 I2C 控制和状态信息 总线电源或本地电源从机节点

A2B总线在汽车电子的应用

A2B总线最初就是为汽车电子市场开发的产品，传统的汽车音频总线形式比较复杂，延时较大，同时线束比较多相对容易产生干扰，并且不易于布线，ADI针对以上问题，开发了A2B的总线架构，实现在整个分配式多节点音频系统中传输完全同步的音频数据(I2S/TDM/PDM)和控制数据(I2C)，在布线和整体的线缆成本方面有很大的优势。现在在多个主机厂都开始广泛的应用，包括吉利、一汽解放、上海爱驰等。

传统总线架构：

通过单独的模拟电缆或数字总线架构来连接，这两者都存在一定的局限性，如低效率、高成本等。使用模拟传输线的汽车音频系统需要专用且昂贵的屏蔽电缆，来传输多通道音频信号。在如今支持多通道高级音响系统中，所需电缆的数量迅速增加，为系统工程师在设计过程中增加了很大的难度。

A2B总线架构：

可在一条非屏蔽双绞线上传输音频、控制、时钟和供电信号。对线缆和连接器的要求都很低，可降低系统总成本，同时可以通过级联的方式，连接多个终端设备，对于特定的应用场景可提供小功率的供电，将不超过300 mA的电流传输至菊花链上的音频节点。有了这个小功率供电传输，便无需使用本地电源，从而进一步降低系统成本。