看這家公司的「軟硬兼施」的技術是如何完善汽車信息連接的？

汽車製造商致力於使其下一代的汽車比前代汽車更安全、更舒適、更智能且更節油。為此，需要在汽車中安裝更多的信息娛樂系統、ECU (電子控制單元)，這會導致電子系統的數量不斷增加、複雜度也越來越高，以便實現主動雜訊消除、互聯網連接和車內通信等新功能。隨著汽車電子系統的數量不斷增加，連接各種系統所需的電纜的重量和成本也隨之增加。增加的重量會反過來降低汽車的燃油效率，這一點讓汽車製造商很苦惱。

汽車製造商必須在提供先進、功能豐富的信息娛樂系統和符合政府發布的燃油效率標準之間取得平衡，減輕現有電纜的重量可大幅提高燃油效率。各家汽車半導體技術提供商都在試圖用最優化的解決方案解整車廠的性能顧慮，而各種有線和無線標準的推出提供了差異化的選擇，ADI在汽車音頻匯流排的A2B匯流排技術（有線的「硬」策略）和電池包管理（BMS）上應用其具有超高可靠性和低功耗特性的SmartMesh（無線「軟」策略）值得關注。

音頻連接的A2B「硬」策略

當代信息娛樂系統中已經廣泛採用MOST或乙太網AVB等數字匯流排標準，這是因為這些標準能夠大幅簡化與模擬實施方案相關的接線複雜性。然而，MOST和乙太網AVB雖然能夠提高性能和靈活性，但會增加管理其相關軟體協議堆棧的高價格微控制器，從而增加成本。此外，這些數字匯流排架構本身對節點之間延遲存在著不確定性。對於車廂內主動雜訊消除等易受延遲影響的應用，這一點是不能被接受的。

汽車音頻匯流排 (A2B)是ADI公司的一項創新的和為應用應運而生的技術，該技術最多能夠將電纜的重量減輕75%，而且還能提供高保真數字音頻。汽車音頻匯流排針對音頻應用進行優化，相比模擬音頻匯流排能夠提供出色的音頻質量，而且其系統總成本遠低於現有的數字匯流排標準。最簡單的A2B是一種高帶寬(50 Mbps)數字匯流排，它能夠通過在非常長的距離(節點間的距離最長達10 m)上，使用一條無屏蔽雙絞線將I2S音頻和I2C控制數據與時鐘和功率一起傳輸。

從實施角度來看，A2B是一種單主機、多從機線路拓撲結構。AD2410是採用A2B器件系列的首款產品，它在一條非屏蔽雙絞線上支持最多8個從節點的菊花鏈，從而不需要有些競爭對手技術中要求的冗餘線纜。藉助這種菊花鏈能力，A2B匯流排距離最長可達40m，單個節點之間的最長距離可達10 m。用直線拓撲結構代替環形拓撲結構是A2B技術中一個重要的元素，對整體系統完整性和穩定性非常重要。如果A2B菊花鏈的一個連接受到影響，整個網路不會崩潰。只有故障連接下游的節點會受到故障影響，而A2B技術特有的內嵌診斷功能則能夠隔離故障的來源和起因。

與現有的數字匯流排架構相比，A2B主從線拓撲結構本身更為高效。通過簡單地初始化匯流排後，無需更多處理器干預即可管理常規匯流排運行。然而，A2B技術確實可響應中斷信號，因為音頻節點可能會在需要維修和保養時發出信號。A2B的獨特架構帶來的一個附加優點是，系統延遲完全是可確定的(兩個個周期的延遲)，並且與音頻節點在A2B匯流排上的位置無關。此特性對主動雜訊消除等新興應用極其重要，在有源雜訊消除應用中，必須以時序一致的方式處理多個遠程感測器產生的音頻樣本。

基於AD2410的A2B汽車應用的主機DEMO

AD2410 A2B收發器可在一條非屏蔽雙絞線上傳輸音頻、控制、時鐘和功率信號。與傳統實施方案相比，物理線纜的數量有所減少。A2B技術提供的50 Mbps匯流排帶寬總值最多可支持32個使用標準音頻採樣速率(44.1 kHz、48 kHZ)和通道寬度(12位、16位、24位)的上行和下行音頻通道。這可為多種音頻I/O設備提供相當大的靈活性和連接性。

此外，系統級診斷功能是A2B技術的一個重要元素。所有A2B節點都能夠識別多種故障狀況，其中包括斷路、電線短路、電線反向或電線短路至電源或地。從系統完整性角度看，這個功能非常重要，因為在出現斷路、電線短路或電線反向等故障時，故障上游的A2B節點仍然能夠正常工作。診斷功能還提供 高效隔離系統級故障的能力，從汽車經銷商/安裝人員的角度來看，這一點至關重要。

在公開的應用案例中，福特公司在2016年投入生產的四個汽車平台上使用了AD2410收發器。

汽車電池管理系統的SmartMesh「軟」策略

新能源汽車市場近年來發展迅速，電動和混合動力/電動汽車市場增加迅猛，而且所有主要的汽車製造商在進入更大規模批量生產階段時也在尋找改善其電池管理系統性能和可靠性的途徑。在汽車領域，汽車製造商面臨著向駕駛大眾確保電動汽車和混合動力/電動汽車兼具安全性和可靠性的挑戰。

ADI併購凌力爾特，將其在業界獨具優勢的SmartMesh網路技術收入囊中。全球首款無線BMS汽車就是該公司的先進高壓電池監視IC及其SmartMesh高可靠性無線網格系統，相比於傳統的BMS的電池包里，每節電池檢測的通訊埠都有很多的數據線和介面的設計。無線的概念是除了動力電纜，所有的通信電纜採用無線方式，既節省了電纜的成本，也降低了安裝施工的難度，對未來全球的電動汽車混合動力汽車的發展可能帶來一個質的飛躍。

相比有線BMS系統，ADI更強調無線BMS在安全、智能、環保和低成本上的優勢。無線SmartMesh BMS解決了在汽車線束以及電動和混合動力/電動汽車中連接器所引起並長期存在的問題：SmartMesh無線網路可使電池模塊能靈活地安置；改善電池負荷狀態和健康狀況計算；以前不適合採用線束的地方，現在可從安裝的感測器收集額外的數據。而且SmartMesh從每個節點提供了時間相關的測量結果，這允許實現更精準的數據收集。

SmartMesh是目前業界最低功耗、最可靠和基於安全標準的無線感測器網路產品。該技術的核心是一種採用先進演算法和節能技術的智能網格網路，可實現其他 WSN供應商無法提供的強大功能，包括：超低功耗、確定性的電源管理和優化、用於自愈型和自保持型網路的自形成網格技術、動態帶寬支持、負載平衡和優化、網路管理和配置、零衝突低功耗數據包交換等。SmartMesh 網路架構基於 Dust Network 在時間同步網格協議 (Time Synchronized Mesh Protocol - TSMP) 方面的開創性工作。

SmartMesh網路採用時間分集、頻率分集和物理分集無線網格技術「三重奏」—，可確保可靠性、適應性、可擴展性、電源靈活性及易用性。當嵌入到客戶的感測器和網關產品中時，形成的無線連接可實現＞99.999%的數據可靠性和超低功耗，從而使得感測器可以安放在嚴酷的工業物聯網環境中。Dust Network的產品經過現場驗證，在120個國家已部署了超過60000個客戶網路。

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