【導讀】對于當前越來越多的高速信號設計而言，高速傳輸線基本上都是差分對（DDR5 數(shù)據(jù)線還是單端的）。差分對設計的好處就是正端和負端是幅值大小相等，方向相反的進行傳遞，當外界對其有干擾時，正負相互抵消所以抗干擾能力比較強，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，汽車的聲音就存在至少三個維度：
駕駛艙對內部——駕乘人員喜歡聽到的聲音，座艙音響系統(tǒng)需要不斷滿足人們不斷挑剔的聽覺體驗；
駕駛艙對外部——對于駕乘人員討厭的外部聲音需要盡量降低，例如風噪、胎噪，等等；
汽車對外部行人——行人需要能聽到的汽車行駛的聲音，缺少發(fā)動機的電動汽車行駛過于安靜，需要產生行人警示音以提高行車安全。
讓喜愛的聲音聽起來更美
不知從何時開始，越來越多的車企開始關注自家車型的音響品質，哈曼卡頓、BOSE、柏林之聲、丹拿、JBL……各種音響品牌紛紛出現(xiàn)在熱門新車的配置表之上，動輒十多個甚至二十多個揚聲器，很多車載音響功率超過2000W。
作為第三生活空間，音頻硬件必須給力，除了揚聲器單元，核心音頻處理器也很關鍵，例如，具有非凡內核及存儲性能與出色的I/O吞吐能力完美結合的SHARC處理器。
針對汽車音頻系統(tǒng)，ADI單芯片多核SHARC處理器ADSP-SC57x和ADSP-2157x，可實現(xiàn)出色的音質和更高性價比、更可靠的音頻系統(tǒng)，提升音頻體驗。新處理器平臺滿足汽車應用溫度范圍，無需昂貴笨重的散熱器或風扇，從而節(jié)省終端應用的空間。
該系列集ADI SHARC技術和ARM?Cortex-A5系統(tǒng)控制能力于一體，提供針對復雜應用的高性能、低成本解決方案，如DolbyAtmos?，DTS:X?或主動降噪等，并有性能余量供進一步音頻后處理之用。
值得一提的是，ADSP-SC57x和ADSP-2157x整體集成、低功耗和汽車應用溫度范圍選項可大幅節(jié)省BOM和PCB面積，進而降低設計復雜度，縮短應用面市時間。新處理器能在更小的封閉區(qū)域內和很高的汽車應用溫度下靈活地工作。
讓討厭的聲音降低分貝
過去，為了降低車內噪音并使汽車感覺更高端，汽車制造商會在所有可能的位置（底板、整流罩等）加上隔音屏障。輕質材料誕生后，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，他們轉向一種簡單的模擬技術——主動降噪，該技術最初在20世紀50年代用于降低直升機和飛機機艙內震耳欲聾的引擎聲，后來被耳機行業(yè)廣泛應用。
與耳機的聲學模型顯著不同，駕駛艙中的噪聲主要來自路面，汽車路噪降噪需要對外部噪聲采樣，對部署于汽車底盤或輪轂上的振動傳感器或麥克風采集的數(shù)據(jù)處理和延遲提出了挑戰(zhàn)，如果傳輸延遲長、處理速度慢，沒等降噪聲波抵達產生抵消的效果，噪聲聲波已經進入乘客耳膜了。考慮到道路或發(fā)動機噪音到達乘客只需要大約 0.009 秒，過去的汽車總線傳輸技術有點鞭長莫及。
ADI的汽車音頻總線（A2B）針對汽車音頻應用進行優(yōu)化設計，速度為50Mbps，非常適合數(shù)字麥克風。而非常重要的是，A2B可以保證延時最多2個時鐘周期，從而為ANC/RNC這樣的延時敏感型應用提供了時間確定性。A2B技術提供的超低確定性延遲特性，A2B技術提供同步數(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)代汽車團隊合作，利用ADI的A2B、加速度計和Griffin DSP，成功地在現(xiàn)代汽車的GV80上部署了業(yè)界首款全數(shù)字式路噪主動噪聲控制(RANC)系統(tǒng)。全數(shù)字路噪降噪系統(tǒng)能夠進行準確的噪聲分析和快速計算，確保及時降低駕駛員、乘客和后排各個座椅位置的道路噪聲。在測試中，RANC可將座艙噪音降低一半。
讓需要的聲音被聽到
人們對汽車聲音的體驗因人而異：熱衷傳統(tǒng)汽車駕車速度體驗的駕駛愛好者，發(fā)動機的低沉聲音可以聽起來像藝術品，但對于住在嘈雜的馬路邊的人而言，那是讓人頭疼的噪音。但是，無論喜歡與否，在擁擠的街道，汽車的聲音能讓我們感覺到正在靠近的車輛。然而，電動車的動力系統(tǒng)就沒有這種典型的聲音——這也是世界各地紛紛出臺新規(guī)，要求每一輛電動車都必須安裝警示音，以便在路面交通，即便在低速行駛時也能被感知的原因。
為此，ADI嵌入式系統(tǒng)用于為電動(EV)和混合動力汽車(HEV)產生發(fā)動機聲音，提供了兩種不同解決方案，包括用于EV的車內發(fā)動機聲音模擬以及外部發(fā)動機聲音產生，高端應用方案基于ADSP-BF706開發(fā)，對于入門級應用則基于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，警示音可以利用內燃機聲音或任何其他合成信號音來模擬。
ADI解決方案包含完整的硬件和固件參考設計。ADSP-BF706采用存儲器映射四通道SPI存儲器，能夠更快速、更便捷地訪問存儲的用于產生發(fā)動機聲音的音頻文件。它最多可以同時訪問24個WAV文件，而傳統(tǒng)產品一般只能訪問五個。ADI提供基于ADSP-BF706或 ADAU1450 的完整硬件和軟件參考設計，以及用于實時參數(shù)調試的 SigmaStudio? 開發(fā)環(huán)境。
（來源：亞德諾半導體）
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