智能座艙的變革及ADI的解決方案

迎九

汽車電子正推動(dòng)汽車進(jìn)行一場(chǎng)深刻變革。據(jù)德勤2019年“全球汽車供應(yīng)商調(diào)研報(bào)告”（圖1），從2018-2025年的預(yù)期來(lái)看，汽車重點(diǎn)發(fā)展方向之一是電動(dòng)化，相關(guān)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及電池/燃料電池，都有約3倍的增幅。另外，自動(dòng)駕駛/ADAS和相應(yīng)的傳感器部分，也會(huì)有超過2倍的增長(zhǎng)。再有，與電氣化相關(guān)的智能座艙也有快速發(fā)展。與此相對(duì)照的是，汽車的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)相對(duì)增長(zhǎng)緩慢或慢慢開始下跌。

近日，ADI中國(guó)汽車技術(shù)市場(chǎng)高級(jí)經(jīng)理王星煒先生介紹了智能座艙解決方案。

智能化座艙的驅(qū)勢(shì)

1）未來(lái)座艙會(huì)變成更加智能的座艙，變成一個(gè)非常獨(dú)立的聲音分區(qū)，可以說(shuō)坐在車的不同位置，聽到的完全可以不一樣，這就需要非常強(qiáng)大的DSP處理器來(lái)做處理，需要主動(dòng)降噪（ ANC）技術(shù)。為了減輕線纜重量，有很多車型在應(yīng)用A2B總線。

2）人機(jī)操控的界面變得更加智能，例如通過紅外非接觸式手勢(shì)操控，還有現(xiàn)在比較流行的ToF攝像頭/帶景深攝象頭，把人的表情、手勢(shì)采集下來(lái)，做出相應(yīng)的算法以后進(jìn)行非接觸操控。這種操控技術(shù)在手機(jī)上應(yīng)用比較廣泛，例如手機(jī)的人臉識(shí)別和手勢(shì)識(shí)別，未來(lái)智能化座艙也將會(huì)引入這種入機(jī)交互系統(tǒng)。

3）隨著自動(dòng)駕駛的普及，相應(yīng)的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)也會(huì)變得越來(lái)越重要，會(huì)有駕駛員的注意力監(jiān)控系統(tǒng)，看駕駛員是不是一直在注意路面，是不是有能力接管駕駛權(quán)。

4）對(duì)駕駛員健康狀況的監(jiān)控，可以去監(jiān)測(cè)駕駛員心率或者血壓，監(jiān)測(cè)駕駛員的狀態(tài)是不是適合去駕駛。如果不適合駕駛，自動(dòng)駕駛的相關(guān)功能會(huì)去接管汽車，停到路邊聯(lián)系并啟動(dòng)緊急呼叫系統(tǒng)。

由于未來(lái)座艙系統(tǒng)變得非常復(fù)雜，因此不僅需要芯片解決方案，也需要相應(yīng)的算法支持。因此，ADI等芯片公司不僅提供芯片，而且還有相應(yīng)的軟件和算法支持，使各種應(yīng)用可以快速普及到市場(chǎng)上。 其中，沉浸式音頻體驗(yàn)所蘊(yùn)含的技術(shù)包括A2B的總線和主動(dòng)降噪。

1 A2B總線

A2B（車內(nèi)音頻總線，Automotive Audio Bus）是數(shù)字化的音頻總線，主要特點(diǎn)是可以使電動(dòng)車的能耗更低，使續(xù)航里程更長(zhǎng);因?yàn)閭鹘y(tǒng)上音響的線束很粗，以保證音質(zhì)。A2B技術(shù)把傳統(tǒng)音響數(shù)字化以后，因而對(duì)線束的要求就會(huì)降低，使線材重量小，相應(yīng)地布線更簡(jiǎn)單，成本也會(huì)更低。

2 主動(dòng)降噪

主動(dòng)降噪（ ANC）在耳機(jī)中最為常見：會(huì)把噪音濾除掉，用戶只會(huì)聽到想聽的音樂和與別人交流的聲音。在汽車應(yīng)用中，主動(dòng)降噪可以把車內(nèi)的噪音，諸如路噪和發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音消除掉，即把聲音管理得更好。

主動(dòng)降噪的工作原理是把噪音采集過來(lái)，就是相應(yīng)的聲音波形。通過喇叭處理后，給一個(gè)反向的波形，經(jīng)過抵消就會(huì)變成幅度較小的音頻波形，因而噪音變小了，變得更加安靜。這些噪音通過麥克風(fēng)或傳感器采集下來(lái)，通過主動(dòng)降噪的控制器產(chǎn)生反向波形，并通過相應(yīng)的喇叭放出去抵消這些噪音（如圖2）。

具體地，傳統(tǒng)車內(nèi)會(huì)有很多音響和喇叭的布線。主動(dòng)降噪技術(shù)會(huì)由控制器來(lái)控制這些喇叭，同時(shí)也會(huì)有A2B總線相應(yīng)地把車內(nèi)不同位置的麥克風(fēng)的噪音收集下來(lái)。除此之外，車在行駛中，有些噪音是非常低頻的噪音，這是來(lái)自于車的震動(dòng)，所以主動(dòng)降噪控制器也會(huì)把車身四周的加速度、震動(dòng)信息等傳到主動(dòng)處理的控制器。這個(gè)控制器核心的技術(shù)往往是DSP技術(shù)。

ADI的音頻處理DSP技術(shù)與主動(dòng)降噪的優(yōu)勢(shì)有二：（D高的雙向傳輸速率，對(duì)應(yīng)的線束拓?fù)涑杀竞艿?同時(shí)傳輸延時(shí)也非常低，這樣可以帶來(lái)非常好的聲音處理表現(xiàn)。②滿足車規(guī)級(jí)要求。