模拟传输到数字传输，A2B继续以太网结合

电子发烧友网报道（文/李宁远）近年来，汽车电子系统的复杂性在越来越多的数据流穿行下迅速增加。不同数据流对带宽、延迟以及稳定性的要求各不相同，与之匹配的传输线缆也愈发多样。
 
其中音频总线面对了不少压力，一是麦克风和扬声器数量的激增，需要传输的信号增多，二是音频设备增多后线缆增加，车辆需要减轻重量增加MPG，然后还包括提高音质，降低路面噪声等需求。汽车音频一直是汽车电子系统中一项核心的功能，音频信号的传输要求随着汽车智能化的发展也水涨船高，同时也要在功能增多的情况下保证传输质量并降低线束重量与成本。
 

A2B，ADI

 
模拟汽车音频连接
 
在一个传统的汽车音频系统中，汽车麦克风采用模拟连接。这种传统模拟连接模式，包括一个音响主机，还有一个音频放大器。其中的线束线主要是集中在CAN总线、使能线这些数字线束和屏蔽线这些模拟线束上。其中数字线不多，而且多集中在音响主机到音频放大器到音频设备这条线上。从音频主机连出来的一些模拟线非常多，而且基本都是带屏蔽的。
 
从主机端到放大器端，包括麦克风端线束全部都需要从主机一条一条拉过去，然后再耦合起来。模拟连接居多的这种形式带来的一个最直接的影响就是有比较高的延迟，然后同时也需要DAC和ADC来进行编解码，整个过程中需要耗费不少时间的。
 
现在车内音频应用里的功能做得越来越复杂，模拟连接这一路线已经很难满足日益增长的连接需求。比如声学噪声抑制，需要继续增加相应的麦克风但连接数量不宜过多，比如振动检测，PWM调光，需要减少从机供电尽可能降低系统复杂性。
 
A2B使远程I2S/TDM成为可能
 
A2B数字音频协议解决了不少问题，首先它杜绝了模拟传输在转换上产生的信号损耗，让数字信号的远程I2S/TDM传输成为可能。
 
市面上的模拟音频传输，处理器是走I2S/TDM去和音频编解码器进行一个连接，然后再进行模拟的输出和输入。然后到后端处理的时候，模拟输入又要与音频编解码器进行连接把它的模拟信号转换成数字信号，最后信号再由处理器进行处理。这里多次的模拟与数字转换不可避免地会产生信号损耗。
 
而A2B技术确保了在每个帧的所有系统节点上同步采样和传递数据，移除了总线冲突或分组数据重组而导致的延迟，具有低于50µs的确定性极低延迟，既没有数据包的冲突也没有数据的争用。信号在处理器端通过A2B进行一个编解码打包，传输到下游再把I2S和TDM信号解析出来，能够很轻易地实现I2C和I2C的接口拓展。同时A2B传输在设置后就不需要与处理器进行交互，不需要复杂的软件堆栈，也不需要存储器。
 
A2B汽车音频总线在走线上只需要从主机端连一条全数字线到各个麦克风，然后送到公板端。这条UTP双绞线跟前面模拟连接里的线束相比，可节省的线索非常多，起码可以减少近75%的线束数量。虽然A2B专利费用和光线收发器成本不低，但是在减少了如此多线束数量的情况下其使用成本依然很可观。
 
不仅仅在汽车应用上，任何音频数据要兼顾远距离传输和低成本，A2B都是不错的选择。
 
A2B＋以太网的优势结合
 
A2B是可用于麦克风、传感器和音频的总线，而以太网众所周知是多媒体总线。二者在某些应用领域上有所重合而且各有优劣，A2B＋以太网相结合的传输可以兼顾二者的优势。
 
以太网在传输距离、数据速率上是更高的，但它的延迟更高而且不像A2B的延迟具有确定性。另一方面以太网可以重复地利用现有布线来实施，有即插即用的优势。A2B的优势在于以更低的线缆成本提供确定的低延迟传输，而且每个节点无需µP运行堆栈，还能提供总线供电（非PoE型以太网并不提供远程供电）。
 
在音频或非关键边缘设备端（如扬声器、麦克风、传感器、灯珠）使用A2B进行传输，充分利用其线缆低成本、可总线供电且低延迟优势，大大降低传输系统的负载与复杂性；在数据包与协议转换过程中，由ADI的音频µP转换到带I2C和以太网的任意µP（只要搭载I2C就能充当主机并管理其他协议的转换），再利用以太网在传输距离和带宽上的优势进行大范围传输。二者通过数据包协议的转换相结合，充分利用其各自在不同总线系统的优势。
 
小结
 
从模拟到数字的转变，A2B传输延迟低且确定，系统成本也随之下探。A2B也开始进入电动汽车、自动驾驶系统的非音频应用领域，而且由于其在远程传输上的优势，与以太网的结合具有很高的有边缘应用价值。