隨著電子產品和智能傳感器的出現，汽車行業發生了深刻的變化，帶來了制造比前幾代更安全、更智能、耗油更少的汽車的可能性。音頻系統正在成為汽車的關鍵設計元素，提供全新的多媒體體驗。

最新一代汽車中的音頻系統不僅要產生高質量的聲音，還要提供與汽車多媒體集成的先進功能，從而將功耗降至最低。微控制器、存儲器、DSP（數字信號處理）等新設備在該領域得到越來越多的應用。

新的解決方案必須快速輕松地適應新趨勢，從而加快上市時間并降低總體成本。消費者將看到需要高度定制的新體驗水平的好處。

汽車音頻總線技術

應對當今汽車設計的挑戰使我們能夠消除復雜性和重量，提供先進且功能豐富的信息娛樂體驗。音頻在信息娛樂、噪音控制、聲音設計和通信中發揮著重要作用。

ADI 公司正通過 Automotive Audio Bus? （A 2 B） 數字音頻總線技術幫助解決這一挑戰，該技術為汽車提供高保真音頻，顯著減輕現有布線的重量，從而降低油耗。該總線以菊花鏈順序連接多個用于不同應用的遠程傳感器。A 2 B 技術還可以為其他設備供電，無需本地電源，進一步降低系統總成本。

它還保證了連接器尺寸的減小，用普通雙絞線電纜（也稱為 UTP，非屏蔽雙絞線）取代了基于大量電纜的當前布線。該總線包括一個主節點和最多 10 個從節點、一個非常簡化的發現過程和一個僅兩個時鐘周期的確定性延遲，與節點在網絡中的位置無關。

SHARC：實時音頻處理

基于實時信號處理的應用需要高計算能力和低延遲，因此需要使用數字信號處理。新一代微電子資源已經看到了具有集成微處理器的多核架構的新型 DSP。這樣，DSP 可以獨占控制數據處理，委托微處理器控制總線和連接。通過使用 FFT（快速傅里葉變換）和 FIR（有限脈沖響應）和 IIR（無限脈沖響應）數字濾波器等硬件加速器，計算能力得到進一步放大。

硬件結構必須充分維護數據流進出處理器，通過數據保護系統的適配保證快速輕松地訪問內存。

該系統包括高效的安全性，以避免非法重新編程并確保數據保護。具有用于檢測和糾正錯誤的診斷和機制的處理器有助于構建穩健可靠的系統。因此，不僅是必要的計算能力，而且是在最極端的條件下集成到嵌入式系統中的條件。Analog Devices 的 SHARC（超級哈佛架構）DSP 特別適用于低延遲實時音頻處理，具有汽車應用所需的穩健性和可靠性。

Analog Devices 的最新系列音頻處理器顯著提高了音質，為汽車和消費類/專業音頻應用提供了更好的音頻體驗。ADSP- 2156x音頻處理器（ADSP-21562/21563/21565/21566/21567/21569） 專為需要確定性實時音頻處理和低延遲的應用而設計，包括沉浸式 3D 聲音和個人音頻區域、主動消除汽車噪音和道路噪音 （ANC /RNC）。采用 SHARC + 架構的單核 32 位/40 位/64 位浮點處理器，速度高達 1 GHz，并結合了靈活的音頻連接和不同的芯片內存選項。新增功能包括緩存改進和分支預測，同時保持與以前 SHARC 產品的指令集兼容性（圖 1 和 2）。

圖 1：處理器框圖

圖 2：ADSP-2156x 框圖

這些器件提供汽車級和消費級的 400 球體（17 毫米 x 17 毫米，間距 0.8 毫米）和 120 導體 LQFP 封裝（14 毫米 x 14 毫米）的 CSP_BGA 選項。它們提供了靈活性，并允許在工作溫度范圍內進行高效的緊湊型設計。ADSP-2156x 系列具有高達 1.6 MB 的大型片上 SRAM，可提高音頻處理性能并消除對外部存儲器的需求，從而通過單芯片 LQFP 封裝變體優化系統成本。片上硬件 FIR 和 IIR 濾波器加速器提供了顯著的額外處理能力，同時降低了整體系統成本。具有創新數字音頻接口和內部總線的高效 DMA 消除了處理瓶頸。

“我們的 SHARC 音頻處理器配備了強大的安全功能，可防止未經授權訪問我們客戶的 IP。這使我們的客戶能夠通過他們的解決方案進行創新和差異化。隨著汽車變得越來越智能和互聯程度越來越高，安全性已成為構建我們下一代產品的最前沿”，正如音頻處理和連接產品線總監 Andrew Lanfear 所說。

“借助新的 ADSP-2156x SHARC 音頻處理器系列，我們將繼續為我們的客戶提供性能可擴展性，以便為汽車、消費類和專業音頻中的高確定性和低延遲實時音頻處理應用構建系統成本優化的解決方案。一些汽車應用包括主動和道路噪聲消除 （ANC/RNC）、車內語音 UI、車內通信、個人音頻區域、發動機聲音合成、電動汽車警告聲音系統。正如汽車音頻處理產品線經理 Jignesh Sonchhatra 所說，最終目標是為車輛乘員提供身臨其境的 3D 音頻和安靜的車內體驗，并提高駕駛員和行人的安全性。

ADI 公司設計了一款 ADZS-21569-EZKIT 開發板，其中包含評估 ADSP-2156x 系列所需的所有硬件。該評估板旨在與 CrossCore? Embedded Studio （CCES） 開發工具一起使用，幫助開發和調試高級應用代碼（圖 3 和圖 4）。它配備了 12 個 RCA 連接器、ADAU1979 四通道 ADC、ADAU1962A 12 通道。24 位 DAC、ADAU1977 四路麥克風 ADC，具有診斷功能和 AD2428 汽車音頻總線 （A2B） 收發器。

審核編輯：郭婷