El advenimiento de la electrónica y los sensores inteligentes ha revolucionado la industria automotriz, ofreciendo el potencial para crear vehículos más seguros, más inteligentes y que consumen menos combustible que las generaciones anteriores. Los sistemas de audio se están convirtiendo en un elemento de diseño clave en los automóviles, proporcionando nuevas experiencias multimedia.
La última generación de sistemas de audio para automóviles no solo debe producir un sonido de alta calidad, sino también ofrecer funciones avanzadas que se integren con el sistema multimedia del vehículo con un consumo mínimo de energía. Nuevos dispositivos como microcontroladores, memorias y DSP (Digital Signal Processing) están encontrando cada vez más aplicaciones en esta área.
Las nuevas soluciones deben adaptarse rápida y fácilmente a las nuevas tendencias, reducir el tiempo de comercialización y reducir los costos generales. Los consumidores se beneficiarán de un nuevo nivel de experiencia que requiere un alto grado de personalización.
Tecnología de bus de audio en el vehículo
Al abordar los desafíos de diseño automotriz de hoy, podemos eliminar la complejidad y el peso para brindar una experiencia de infoentretenimiento avanzada y rica en características. El audio juega un papel vital en el infoentretenimiento, el control de ruido, el diseño de sonido y la comunicación.
Analog Devices ha anunciado el Automotive Audio Bus® (A2B) Tecnología de bus de audio digital. Proporciona audio de alta fidelidad para automóviles, reduce significativamente el peso del cableado existente y reduce el consumo de combustible. El bus conecta múltiples sensores remotos en una secuencia de cadena tipo margarita para diferentes aplicaciones.a2La tecnología B también puede alimentar otros dispositivos, lo que elimina la necesidad de una fuente de alimentación local y reduce aún más los costos generales del sistema.
También asegura una reducción en el tamaño del conector al reemplazar el cableado actual basado en numerosos cables con cable de par trenzado común (UTP, también conocido como par trenzado sin blindaje). El bus contiene 1 nodo maestro y hasta 10 nodos esclavos, lo que simplifica enormemente el proceso de descubrimiento y tiene una latencia determinista de solo 2 ciclos de reloj, independientemente de la posición del nodo en la red.
SHARC: procesamiento de audio en tiempo real
Las aplicaciones basadas en procesamiento de señales en tiempo real requieren el uso de procesamiento de señales digitales debido a la necesidad de baja latencia y alta potencia computacional. Una nueva generación de recursos microelectrónicos ve nuevos DSP con arquitecturas multinúcleo con microprocesadores integrados. De esta forma, el DSP tiene control exclusivo sobre el procesamiento de datos, dejando que el microprocesador controle el bus y las conexiones. La potencia informática se amplifica aún más mediante el uso de aceleradores de hardware como filtros digitales FFT (Fast Fourier Transform), FIR (Finite Impulse Response) e IIR (Infinite Impulse Response).
La estructura del hardware debe garantizar un acceso rápido y fácil a la memoria y mantener adecuadamente el flujo de datos dentro y fuera del procesador mediante la adaptación de los sistemas de protección de datos.
El sistema incluye seguridad altamente eficiente para evitar reprogramaciones ilegales y garantizar la protección de datos. Un procesador con diagnósticos y mecanismos para detectar y corregir errores contribuye a construir sistemas robustos y confiables. Por lo tanto, no solo la potencia de cómputo requerida, sino también las condiciones para la integración en sistemas embebidos, incluso en las condiciones más extremas. Los DSP SHARC (Super Harvard Architecture) de ADI son particularmente adecuados para el procesamiento de audio en tiempo real de baja latencia con la solidez y confiabilidad requeridas para las aplicaciones automotrices.
La última serie de procesadores de audio de Analog Devices mejora drásticamente la calidad del sonido y ofrece una experiencia de audio superior para aplicaciones de audio automotriz y de consumo/profesional.de Procesador de audio ADSP-2156x (ADSP-21562/21563/21565/21566/21567/21569) proporciona sonido 3D envolvente y zonas de audio personal, cancelación activa del ruido del automóvil y de la carretera (ANC/RNC). Un procesador de punto flotante de un solo núcleo de 32 bits/40 bits/64 bits con arquitectura SHARC+ alcanza velocidades de hasta 1 GHz y combina conectividad de audio flexible con una variedad de opciones de memoria de chip. Las nuevas funciones incluyen mejoras en la memoria caché y predicción de bifurcaciones al mismo tiempo que se mantiene la compatibilidad del conjunto de instrucciones con los productos SHARC anteriores (Figuras 1 y 2).
Estos dispositivos están disponibles tanto en grado automotriz como de consumo en una opción CSP_BGA de 400 esferas (17 mm x 17 mm, paso de 0,8 mm) y un paquete LQFP de 120 conductores (14 mm x 14 mm). Ofrecen flexibilidad y permiten diseños compactos que son térmicamente eficientes en todo el rango de temperatura de funcionamiento. La familia ADSP-2156x presenta hasta 1,6 MB de SRAM grande en el chip, lo que mejora el rendimiento del procesamiento de audio y elimina la necesidad de una memoria externa para optimizar el costo del sistema en las variantes del paquete LQFP de un solo chip. Los aceleradores de filtro FIR e IIR de hardware en chip brindan una potencia de procesamiento adicional significativa al mismo tiempo que reducen el costo general del sistema. DMA eficiente con una innovadora interfaz de audio digital y bus interno elimina los cuellos de botella en el procesamiento. La conectividad DDR3/L (solo BGA) reduce el esfuerzo de diseño del sistema y permite una fácil expansión de la aplicación.
“Nuestros procesadores de audio SHARC vienen con características de seguridad sólidas para evitar el acceso no autorizado a su IP. Esto permite a nuestros clientes innovar y diferenciar sus soluciones. A medida que nos volvemos más inteligentes y estamos más conectados, la seguridad está a la vanguardia del diseño de nuestros productos de próxima generación. “, dijo Andrew Lanfear, director de línea de productos, procesamiento de audio y conectividad.
“La nueva familia de procesadores de audio ADSP-2156x SHARC brinda a los clientes escalabilidad de rendimiento para crear soluciones optimizadas de costo de sistema para aplicaciones de procesamiento de audio en tiempo real, altamente deterministas y de baja latencia en audio automotriz, de consumo y profesional. Las aplicaciones automotrices incluyen audio activo y cancelación de ruido de la carretera (ANC/RNC), interfaz de usuario de voz en el vehículo, comunicaciones en el vehículo, zonas de audio personales, síntesis de sonido del motor y sistemas de sonido de advertencia de vehículos eléctricos. Nuestro objetivo no es solo mejorar la seguridad de los conductores y peatones, sino también proporcionar a los ocupantes del vehículo un audio 3D inmersivo y una experiencia silenciosa en el automóvil”, dijo Jignesh, gerente de línea de productos para el procesamiento de audio automotriz, dice Sonchhatra.
Analog Device ha diseñado la placa de desarrollo ADZS-21569-EZKIT con todo el hardware necesario para evaluar la familia ADSP-2156x. Esta placa de evaluación está diseñada para usarse con las herramientas de desarrollo CrossCore® Embedded Studio (CCES) para ayudar a desarrollar y depurar código de aplicación avanzado (Figuras 3 y 4). Equipado con 12 conectores RCA, ADAU1979 quad ADC, ADAU1962A 12ch. DAC de 24 bits, ADC de micrófono cuádruple ADAU1977 con diagnóstico y transceptor de bus de audio automotriz (A2B) AD2428.
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