音響系統(tǒng)仍然是汽車(chē)制造商（OEM）之間的重要差異化因素。如今，大多數(shù)OEM提供多種升級(jí)或替換舊音響系統(tǒng)的套件，如高級(jí)品牌音響系統(tǒng)、沉浸式環(huán)繞聲功能、附加中音揚(yáng)聲器和低音炮。如果您最近購(gòu)買(mǎi)過(guò)汽車(chē)，您可能會(huì)熟悉當(dāng)前車(chē)型中的各種音響選件。

從分布式架構(gòu)到單芯片集成

過(guò)去，高端汽車(chē)音響系統(tǒng)中的數(shù)字放大器通常采用分布式架構(gòu)進(jìn)行音頻處理，由單獨(dú)的微控制器單元（MCU）、數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和網(wǎng)絡(luò)集成電路（IC）分別處理不同的任務(wù)。盡管這種方法提供了設(shè)計(jì)靈活性，但也增加了系統(tǒng)復(fù)雜性、成本和尺寸。為了實(shí)現(xiàn)沉浸式環(huán)繞聲和道路噪聲消除（RNC），同時(shí)優(yōu)化燃油和能源效率，必須增加元件數(shù)量、音頻通道和軟件類型。

近年來(lái)，嵌入式處理器的高度集成度顯著簡(jiǎn)化了音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)。例如，德州儀器（TI）推出的AM62D-Q1處理器和AM275x-Q1 MCU是高度集成的汽車(chē)級(jí)SoC，采用了TI的C7x DSP內(nèi)核、存儲(chǔ)器和元件，旨在幫助通過(guò)單個(gè)器件滿足外部功能安全要求、信息安全要求和音頻網(wǎng)絡(luò)要求。

單芯片平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)

單芯片處理平臺(tái)不僅從硬件角度簡(jiǎn)化了可擴(kuò)展性，還從軟件角度提供了便利。這些MCU和處理器系列包括引腳對(duì)引腳兼容的選件，并支持在不同設(shè)計(jì)之間進(jìn)行代碼重用。這種設(shè)計(jì)使得開(kāi)發(fā)人員能夠更輕松地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)，同時(shí)減少開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本。

從車(chē)輛安全角度來(lái)看，這些器件通過(guò)簡(jiǎn)化聲音合成系統(tǒng)（例如電動(dòng)汽車(chē)中的發(fā)動(dòng)機(jī)聲音合成或聲學(xué)車(chē)輛警報(bào)系統(tǒng)）的設(shè)計(jì)，有助于提高車(chē)外的音頻性能。這些系統(tǒng)可以通過(guò)車(chē)外揚(yáng)聲器發(fā)出行人能夠聽(tīng)到的聲音，以及發(fā)出與車(chē)輛內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)噪音相同的聲音，從而增強(qiáng)車(chē)輛的安全性。

每個(gè)C7x DSP內(nèi)核還包括一個(gè)單周期L2存儲(chǔ)器高速緩存（容量可達(dá)2.25MB），其處理性能比傳統(tǒng)的基于標(biāo)量的音頻DSP高出四倍，并且與矩陣乘法加速器配對(duì)形成片上神經(jīng)處理單元（NPU）。這種架構(gòu)可以處理傳統(tǒng)音頻算法和基于邊緣AI的音頻算法，從而支持在單芯片中實(shí)現(xiàn)多種高端音頻功能。

完善現(xiàn)代汽車(chē)中的音頻信號(hào)鏈

這些高級(jí)音頻功能還有助于保持與高性能音頻放大器（例如采用單電感器調(diào)制技術(shù)的TAS6754-Q1）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和電源管理集成電路（PMIC，例如TPS65224-Q1）的兼容性，從而完善現(xiàn)代汽車(chē)中的音頻信號(hào)鏈。

TPS65224-Q1等PMIC的更高集成度確保了充分利用系統(tǒng)處理器，并有助于降低系統(tǒng)級(jí)的總體BOM成本和尺寸，使設(shè)計(jì)人員能夠設(shè)計(jì)出可擴(kuò)展、緊湊和可靠的汽車(chē)音響系統(tǒng)，以滿足OEM和終端消費(fèi)者的期望。這些器件還集成了功能安全特性，可在系統(tǒng)級(jí)達(dá)到ASIL-B標(biāo)準(zhǔn)。

軟件架構(gòu)的重要性

具有DSP功能的高度集成式音頻處理器正在助力新一代高端汽車(chē)音響系統(tǒng)提供沉浸式音效、主動(dòng)降噪（ANC）和個(gè)人化音響功能。然而，要充分發(fā)揮這些處理器的潛力，需要經(jīng)過(guò)優(yōu)化的嵌入式軟件架構(gòu)和開(kāi)發(fā)流程。

通過(guò)考慮DSP軟件架構(gòu)、音頻框架、調(diào)優(yōu)工具和軟件重用等因素，汽車(chē)系統(tǒng)工程師可以解鎖先進(jìn)音頻器件的功能，同時(shí)管控車(chē)載系統(tǒng)集成復(fù)雜性。隨著對(duì)高端音響需求的不斷增長(zhǎng)，注重硬件和軟件創(chuàng)新將是保持汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素。