個性化、自動化、連接和電氣化等汽車大趨勢推動著新特性和應用的快速采用，從而極大地增強我們的駕駛體驗。ADI公司結(jié)合了深厚的市場專業(yè)知識，并與行業(yè)領(lǐng)導者就領(lǐng)先的連接技術(shù)進行協(xié)作，以提供汽車連接解決方案——A2B(汽車音頻總線)、E2B(以太網(wǎng)到邊緣)等。

ADI特推出《ADI汽車連接解決方案》在線培訓課程，課程將聚焦于ADI公司的汽車連接解決方案。概述它們?nèi)绾卧谄囍械奈锢硎澜缗c數(shù)字世界之間架起橋梁。

A2B技術(shù)

A2B起源于大約10年前，通過與汽車OEM(原始設(shè)備制造商)的討論，ADI了解到與許多新興布線密集型應用相關(guān)的成本、重量和復雜性是OEM客戶的痛點。這些痛點很有可能會阻擋汽車差異化應用的廣泛部署，例如汽車通信中的路噪降噪和其他高價值應用。

意識到這些痛點后，ADI公司著手開發(fā)一種低延遲數(shù)字總線，坦率地說，相比于當時可用的傳統(tǒng)數(shù)字總線標準，也就是MOST或以太網(wǎng)技術(shù)，它應該非常簡單且易于使用。同時，我們的目標是與其他傳統(tǒng)模擬布線拓撲相比，降低總體布線成本。

發(fā)端于這些早期討論的A2B技術(shù)基本上是一種高帶寬、單主節(jié)點、多子節(jié)點的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。它能夠通過非常具有性價比的低成本UTP電纜傳輸音頻、受控數(shù)據(jù)以及電源。所有的A2B器件都提供50 Mbps的帶寬。最新器件在單條A2B總線上支持多達17個節(jié)點。這提供了一種可擴展性，使得A2B能夠真正解決入門級到高檔汽車系統(tǒng)的問題。

同步性和行業(yè)領(lǐng)先的低延遲確實是A2B價值主張的基本要素，這與現(xiàn)有的數(shù)字總線標準非常不同。它對于新興應用非常重要，例如主動降噪、路噪降噪以及其他語音和聲學應用。設(shè)計的簡單性也是A2B技術(shù)的標志，更少的系統(tǒng)成本也是A2B技術(shù)的關(guān)鍵要素和目標。這要歸因于A2B連接的子節(jié)點實際上不需要任何智能，從而進一步降低了總系統(tǒng)成本。

總線供電能力是A2B價值主張的另一個關(guān)鍵要素。在A2B產(chǎn)品開發(fā)的早期，我們更專注于為傳感器節(jié)點(如麥克風和加速度計)提供較低功率，大約2.5 W的總線電源。最新一代A2B收發(fā)器，即AD243X系列，將其大幅增加到50 W。此功能為大量新的使用場景和應用創(chuàng)造了可能性，其中可以100%不再需要本地電源和接地連接。通過這個潛在的價值主張，可以看到它顯然在非常廣泛的汽車制造領(lǐng)域產(chǎn)生了很好的共鳴。大家可以在過去幾年發(fā)布的公告中看到這一點。現(xiàn)在ADI已將超過4000萬的A2B器件交付到生產(chǎn)車輛中。35家原始設(shè)備制造商在非常廣泛的ECU(電子控制單元)和傳感器連接應用中采用了A2B。因此，現(xiàn)在可以說，幾乎每家主要的一級信息娛樂系統(tǒng)供應商都在交付A2B系統(tǒng)，或者在積極設(shè)計A2B。

可以看到，ADI 實際上一直針對兩類不同的應用。第一個是ECU連接，其真正目標是提供一種簡單易用的方案來替代現(xiàn)有的數(shù)字總線標準。第二個廣泛應用的領(lǐng)域是傳感器連接，其目標是為加速度計和麥克風等數(shù)字傳感器提供低成本且無縫的接口。對于這兩類應用，ADI的策略非常不同，ECU連接通常需要A2B技術(shù)的完整性能和完整特性組合。而傳感器連接市場一般只需要這些特性的一個子集，并且在很大程度取決于總系統(tǒng)成本。

AD242X系列是ADI公司的第三代引腳兼容獨立收發(fā)器，實際上已經(jīng)生產(chǎn)了好幾年。其出貨量已有數(shù)百萬，現(xiàn)場故障率接近于零，居于行業(yè)領(lǐng)跑地位。圖中顯示的AD2428實際上是一款功能齊全的器件，但我們還提供了一些專門針對麥克風連接應用的簡化功能、低成本衍生產(chǎn)品。

第四代AD243X系列現(xiàn)已發(fā)布，它包含了多種數(shù)字增強功能以改善整體功能和設(shè)計體驗。主要區(qū)別在于，AD243X系列能夠在單個A2B網(wǎng)絡(luò)上驅(qū)動高達50 W的總線功率。這使得AD243X系列對于遠程調(diào)諧器和個人音頻分區(qū)，或其他本地電源可能不易獲得的分布式音頻系統(tǒng)等新興應用非常有吸引力。值得注意的是，50 W的總線功率能力完全達到了行業(yè)先鋒水平，任何其他競爭技術(shù)都無法提供。高速SPI接口是AD243X系列的一項新特性，適用于OTA軟件下載或數(shù)字無線電應用的直接控制SPI連接調(diào)諧器。

AD243X系列由四個器件組成。與第三代器件類似，超集器件AD2435，它完全支持50 W的總線功率。AD2433是AD2428的功能升級版，應該考慮用它來升級現(xiàn)有的基于AD2428設(shè)計的數(shù)字特性。類似于第三代A2B總線產(chǎn)品戰(zhàn)略，ADI提供了兩個特性精簡和成本降低的AD243X系列版本，專門針對麥克風連接和陣列應用。

因此，除了前面提到的趨勢之外，還有幾個高增長的應用領(lǐng)域，它們影響了AD243X產(chǎn)品的開發(fā)過程。第一個是遠程調(diào)諧器或智能天線的概念。它是指車輛的無線電功能實際上與傳統(tǒng)的音響主機分離，其物理位置非常靠近天線。可以看到，這一架構(gòu)決策在相當廣泛的OEM客戶中越來越受歡迎。從OEM角度看，真正的動機是與傳統(tǒng)的音響主機設(shè)計相比，總開發(fā)成本得以降低，上市時間加快。傳統(tǒng)設(shè)計可能非常復雜。因此，不是每次都為每個數(shù)字無線電標準或每個地理區(qū)域重新設(shè)計一種全新的音響主機，而是實現(xiàn)更簡單的遠程調(diào)諧器設(shè)計。

當然，A2B的基本價值主張，以前在天線和音響主機之間需要的所有那些昂貴的同軸電纜，現(xiàn)在都可以輕松地被更具成本效益的利用A2B連接拓撲的非屏蔽雙絞線替換。此外個人音頻分區(qū)變得越來越普遍。這在電池續(xù)航時間至關(guān)重要的電動汽車領(lǐng)域尤為明顯。將揚聲器放置在更靠近聽者耳朵的位置，可以顯著降低總輸出功率，最終降低總功率需求。當然，在電動汽車領(lǐng)域，這對于延長電池續(xù)航時間和最終的車輛行駛里程非常重要。另一方面，從消費者角度看，他們對個人分區(qū)域音頻很感興趣，因為這為每位乘客提供了從各種音頻輸入源中進行選擇的靈活性。

現(xiàn)在重點介紹一下AD243X系列在這些應用領(lǐng)域的一些特性和優(yōu)勢。50 W的總線電源非常適合這些新興應用，完全能夠支持四組頭枕揚聲器。另外，調(diào)諧器中也有總線電源分集。如前所述，單條AD243X總線可支持的節(jié)點數(shù)量已將其增加到17，這提供了可擴展性，可解決優(yōu)質(zhì)細分市場的需求，可以看到這些市場在迅速采用A2B技術(shù)。

AD243X系列可與行業(yè)前沿的AM/FM和無線電調(diào)諧器無縫連接。這對于傳輸CD專輯音頻或元數(shù)據(jù)非常重要。最后，AD243X器件有一個非常新的特性，稱為自引導(Self-boot)。這一功能允許A2B網(wǎng)絡(luò)被發(fā)現(xiàn)，而無需任何處理器干預。因此，初始音頻可以大幅減少，因為不必等待系統(tǒng)處理器啟動。從AD243X的角度來看，這不僅僅是關(guān)于芯片。ADI公司提供了一套非常強大的硬件和軟件開發(fā)工具，可在開發(fā)的評估、設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試各階段提供全程幫助。在過去的幾十年里，Sigma Studio是ADI DSP系統(tǒng)開發(fā)的基石，數(shù)以千計的基于Sharc的設(shè)計充分利用了這個強大的工具套件。

Sigma Studio Plus環(huán)境是這個久經(jīng)考驗的開發(fā)環(huán)境的自然演變，現(xiàn)在完全支持所有四代A2B收發(fā)器。A2B總線分析器是工具組合中的全新產(chǎn)品，旨在協(xié)助系統(tǒng)級調(diào)試和開發(fā)。您可以通過兩種不同方式使用A2B總線分析器。它可用于主動模擬標準或高功率主節(jié)點或子節(jié)點。當您可能沒有構(gòu)成完整系統(tǒng)的所有ECU時，這會非常有用。分析器還可用作被動損耗監(jiān)視器，允許實時捕獲數(shù)據(jù)以用于未來分析。在此模式下，A2B總線分析器實際上可以在沒有PC的情況下使用。

因此，它實際上非常簡單且易于使用，并且可以在車內(nèi)使用。最后，重要的是，所有AD243X系列成員都有非常完整和廣泛的評估板及EMC板，這些板支持標準高功率模式以及本地和總線電源工作模式。通過這些電路板，客戶可以非常輕松地快速評估第四代243X器件的特性和功能。

E2B技術(shù)

E2B，即以太網(wǎng)到邊緣+。該技術(shù)基于10base T1S以太網(wǎng)標準。正如之前已經(jīng)討論過的，個性化、自動駕駛、連接和電氣化等新興趨勢正在創(chuàng)造一個特別的機會，因此需要重新思考整個車輛網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。一個常見結(jié)果是轉(zhuǎn)向基于分區(qū)的架構(gòu)，連接由物理位置而不是功能決定。這種革命性的變化迫使OEM內(nèi)部發(fā)生重大變化，甚至需要新的組織結(jié)構(gòu)來支持向這種新架構(gòu)的轉(zhuǎn)變，汽車以太網(wǎng)在其中起著關(guān)鍵作用，需要新的汽車以太網(wǎng)技術(shù)來支持和優(yōu)化設(shè)計架構(gòu)的實現(xiàn)。

這些新技術(shù)就是ADI基于新的IEEE 10base T1S標準的E2B以太網(wǎng)到邊緣總線。它為許多傳感器和執(zhí)行器提供高效、確定性的最后一公里連接。

IEEE發(fā)起了興趣征集，概述了新標準的一些關(guān)鍵要求。這些要求包括：需要提供比現(xiàn)有其他技術(shù)更快的通信速度;取代FlexRay等傳統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù);提供100base T1的替代解決方案，因為對于特定應用，100base T1無法滿足成本或能效要求;最后是支持簡單傳感器和執(zhí)行器等應用的連接。

由ADI公司發(fā)起的興趣征集活動導致了IEEE 802.3 TG規(guī)范的制定和公布。除此之外，其他標準化活動也在進行中，特別是開放式生產(chǎn)線，其規(guī)范正在最終確定階段，目標是幫助系統(tǒng)實現(xiàn)和推出用于汽車應用的10base T1S。其他相關(guān)活動是IEEE 802.3 DA和IEEE 802.1 DG標準的制定。因此，可以看到，為了順利推出10base T1S，業(yè)界正在開展大量工作。幾個分區(qū)ECU分布在汽車中。傳感器和執(zhí)行器節(jié)點將連接到最近的分區(qū)ECU，后者通過一條高速鏈路連回超級計算機平臺。

這里展示了E2B 10base T1S的主要使用場景之一，那就是從分區(qū)ECU到邊緣節(jié)點的連接。10base T1S名稱本身提供了很多信息。10base T1S表示每秒10 Mb。T1S表示它在單雙絞線電纜上運行，而S代表短距離。還有一個長距離版本的規(guī)范，它支持比汽車所需長得多的電纜。我們來看看一些關(guān)鍵數(shù)字。規(guī)范支持三種模式。點對點半雙工是強制模式。還有兩種可選模式。點對點半雙工，目前越來越受關(guān)注的一種模式是多分支半雙工模式。這種模式與現(xiàn)有以太網(wǎng)標準有很大不同，支持總線間隔拓撲。

在總線拓撲的支持下，關(guān)鍵方面之一是總線軸方法。支持CSMA CD，但除此之外，還可以使用可選的PLCA物理層防沖突方案。顧名思義，防沖突方案可以防止共享網(wǎng)絡(luò)上的沖突。它基于對CSMA CD的增強方案，提供有限的延遲和有效的帶寬利用。圖中展示了PLCA的實現(xiàn)。PLCA節(jié)點被分配一個唯一的ID號。傳輸機會以循環(huán)方式順序生成，每個節(jié)點[聽不清]。只有當傳輸機會號碼與自己的節(jié)點ID匹配時，節(jié)點才能開始傳輸。如果一個節(jié)點沒有數(shù)據(jù)要傳輸，如此處所示的節(jié)點2，它會放棄機會，傳輸機會轉(zhuǎn)移到下一個節(jié)點。使用此方案可確保網(wǎng)絡(luò)上的延遲不超過最大延遲，并且?guī)挼枚喔咝Ю谩?/p>

10base T1S用來為傳感器和執(zhí)行器提供連接，因此它的使用場景多種多樣。這里展示了一些潛在使用場景，當然還有更多案例。使用場景包括電機控制，例如車窗、雨刷、車門、無鑰匙進入、照明應用、外部前燈和后燈以及內(nèi)部照明。雷達，外部購買的角雷達，內(nèi)部乘員監(jiān)控、超聲波連接和子ECU，提供車窗升降、擠壓傳感器、鏡子、照明等一系列功能的車門ECU。從這個列表可以看出，其應用確實廣泛多樣。ADI公司積極參與制定關(guān)鍵規(guī)范，以支持在汽車應用中推出10base T1S。此外，ADI正與眾多生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴和客戶密切合作，確保提供可互操作的強大系統(tǒng)解決方案。

過去十年中，ADI公司一直與杰出的汽車OEM、一級供應商和生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴密切合作，提供連接解決方案以支持單元工作架構(gòu)和應用，同時顯著減少線纜及其復雜性、重量和成本。為了確保實現(xiàn)更高水平的汽車可靠性，我們付出了巨大努力。因此，購車者直接受益于ADI的系統(tǒng)級創(chuàng)新，獲得更環(huán)保、更安全、更個性化和沉浸式的汽車體驗。展望未來，我們將繼續(xù)創(chuàng)新并與行業(yè)杰出企業(yè)合作，共同塑造互聯(lián)和個性化汽車的未來。

原文標題：A2B、E2B……這些汽車里的連接技術(shù)，一堂課程統(tǒng)統(tǒng)講清楚!

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審核編輯：湯梓紅