汽車制造商致力于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(jié)油。為此，需要在汽車中安裝更多的信息娛樂系統(tǒng)、ECU (電子控制單元)，這會(huì)導(dǎo)致電子系統(tǒng)的數(shù)量不斷增加、復(fù)雜度也越來越高，以便實(shí)現(xiàn)主動(dòng)噪聲消除、互聯(lián)網(wǎng)連接和車內(nèi)通信等新功能。隨著汽車電子系統(tǒng)的數(shù)量不斷增加，連接各種系統(tǒng)所需的電纜的重量和成本也隨之增加。增加的重量會(huì)反過來降低汽車的燃油效率，這一點(diǎn)讓汽車制造商很苦惱。

     汽車制造商必須在提供先進(jìn)、功能豐富的信息娛樂系統(tǒng)和符合政府發(fā)布的燃油效率標(biāo)準(zhǔn)之間取得平衡，減輕現(xiàn)有電纜的重量可大幅提高燃油效率。各家汽車半導(dǎo)體技術(shù)提供商都在試圖用最優(yōu)化的解決方案解整車廠的性能顧慮，而各種有線和無線標(biāo)準(zhǔn)的推出提供了差異化的選擇，ADI在汽車音頻總線的A2B總線技術(shù)（有線的“硬”策略）和電池包管理（BMS）上應(yīng)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(guān)注。

音頻連接的A2B“硬”策略

      當(dāng)代信息娛樂系統(tǒng)中已經(jīng)廣泛采用MOST或以太網(wǎng)AVB等數(shù)字總線標(biāo)準(zhǔn)，這是因?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)能夠大幅簡化與模擬實(shí)施方案相關(guān)的接線復(fù)雜性。然而，MOST和以太網(wǎng)AVB雖然能夠提高性能和靈活性，但會(huì)增加管理其相關(guān)軟件協(xié)議堆棧的高價(jià)格微控制器，從而增加成本。此外，這些數(shù)字總線架構(gòu)本身對(duì)節(jié)點(diǎn)之間延遲存在著不確定性。對(duì)于車廂內(nèi)主動(dòng)噪聲消除等易受延遲影響的應(yīng)用，這一點(diǎn)是不能被接受的。

      汽車音頻總線 (A2B)是ADI公司的一項(xiàng)創(chuàng)新的和為應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生的技術(shù)，該技術(shù)最多能夠?qū)㈦娎|的重量減輕75%，而且還能提供高保真數(shù)字音頻。汽車音頻總線針對(duì)音頻應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，相比模擬音頻總線能夠提供出色的音頻質(zhì)量，而且其系統(tǒng)總成本遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的數(shù)字總線標(biāo)準(zhǔn)。最簡單的A2B是一種高帶寬(50 Mbps)數(shù)字總線，它能夠通過在非常長的距離(節(jié)點(diǎn)間的距離最長達(dá)10 m)上，使用一條無屏蔽雙絞線將I2S音頻和I2C控制數(shù)據(jù)與時(shí)鐘和功率一起傳輸。

      從實(shí)施角度來看，A2B是一種單主機(jī)、多從機(jī)線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。AD2410是采用A2B器件系列的首款產(chǎn)品，它在一條非屏蔽雙絞線上支持最多8個(gè)從節(jié)點(diǎn)的菊花鏈，從而不需要有些競爭對(duì)手技術(shù)中要求的冗余線纜。借助這種菊花鏈能力，A2B總線距離最長可達(dá)40m，單個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最長距離可達(dá)10 m。用直線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)代替環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是A2B技術(shù)中一個(gè)重要的元素，對(duì)整體系統(tǒng)完整性和穩(wěn)定性非常重要。如果A2B菊花鏈的一個(gè)連接受到影響，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不會(huì)崩潰。只有故障連接下游的節(jié)點(diǎn)會(huì)受到故障影響，而A2B技術(shù)特有的內(nèi)嵌診斷功能則能夠隔離故障的來源和起因。

      與現(xiàn)有的數(shù)字總線架構(gòu)相比，A2B主從線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本身更為高效。通過簡單地初始化總線后，無需更多處理器干預(yù)即可管理常規(guī)總線運(yùn)行。然而，A2B技術(shù)確實(shí)可響應(yīng)中斷信號(hào)，因?yàn)橐纛l節(jié)點(diǎn)可能會(huì)在需要維修和保養(yǎng)時(shí)發(fā)出信號(hào)。A2B的獨(dú)特架構(gòu)帶來的一個(gè)附加優(yōu)點(diǎn)是，系統(tǒng)延遲完全是可確定的(兩個(gè)個(gè)周期的延遲)，并且與音頻節(jié)點(diǎn)在A2B總線上的位置無關(guān)。此特性對(duì)主動(dòng)噪聲消除等新興應(yīng)用極其重要，在有源噪聲消除應(yīng)用中，必須以時(shí)序一致的方式處理多個(gè)遠(yuǎn)程傳感器產(chǎn)生的音頻樣本。

ADI18042501基于AD2410的A2B汽車應(yīng)用的主機(jī)DEMO

      AD2410 A2B收發(fā)器可在一條非屏蔽雙絞線上傳輸音頻、控制、時(shí)鐘和功率信號(hào)。與傳統(tǒng)實(shí)施方案相比，物理線纜的數(shù)量有所減少。A2B技術(shù)提供的50 Mbps總線帶寬總值最多可支持32個(gè)使用標(biāo)準(zhǔn)音頻采樣速率(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(shè)備提供相當(dāng)大的靈活性和連接性。

      此外，系統(tǒng)級(jí)診斷功能是A2B技術(shù)的一個(gè)重要元素。所有A2B節(jié)點(diǎn)都能夠識(shí)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(tǒng)完整性角度看，這個(gè)功能非常重要，因?yàn)樵诔霈F(xiàn)斷路、電線短路或電線反向等故障時(shí)，故障上游的A2B節(jié)點(diǎn)仍然能夠正常工作。診斷功能還提供高效隔離系統(tǒng)級(jí)故障的能力，從汽車經(jīng)銷商/安裝人員的角度來看，這一點(diǎn)至關(guān)重要。。

汽車電池管理系統(tǒng)的SmartMesh“軟”策略

      新能源汽車市場(chǎng)近年來發(fā)展迅速，電動(dòng)和混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車市場(chǎng)增加迅猛，而且所有主要的汽車制造商在進(jìn)入更大規(guī)模批量生產(chǎn)階段時(shí)也在尋找改善其電池管理系統(tǒng)性能和可靠性的途徑。在汽車領(lǐng)域，汽車制造商面臨著向駕駛大眾確保電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車兼具安全性和可靠性的挑戰(zhàn)。

      全球首款無線BMS汽車就是該公司的先進(jìn)高壓電池監(jiān)視IC及其SmartMesh高可靠性無線網(wǎng)格系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)的BMS的電池包里，每節(jié)電池檢測(cè)的通訊端口都有很多的數(shù)據(jù)線和接口的設(shè)計(jì)。無線的概念是除了動(dòng)力電纜，所有的通信電纜采用無線方式，既節(jié)省了電纜的成本，也降低了安裝施工的難度，對(duì)未來全球的電動(dòng)汽車混合動(dòng)力汽車的發(fā)展可能帶來一個(gè)質(zhì)的飛躍。

      相比有線BMS系統(tǒng)，ADI更強(qiáng)調(diào)無線BMS在安全、智能、環(huán)保和低成本上的優(yōu)勢(shì)。無線SmartMesh BMS解決了在汽車線束以及電動(dòng)和混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車中連接器所引起并長期存在的問題：SmartMesh無線網(wǎng)絡(luò)可使電池模塊能靈活地安置；改善電池負(fù)荷狀態(tài)和健康狀況計(jì)算；以前不適合采用線束的地方，現(xiàn)在可從安裝的傳感器收集額外的數(shù)據(jù)。而且SmartMesh從每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供了時(shí)間相關(guān)的測(cè)量結(jié)果，這允許實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)收集。

       SmartMesh是目前業(yè)界最低功耗、最可靠和基于安全標(biāo)準(zhǔn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。該技術(shù)的核心是一種采用先進(jìn)算法和節(jié)能技術(shù)的智能網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)其他 WSN供應(yīng)商無法提供的強(qiáng)大功能，包括：超低功耗、確定性的電源管理和優(yōu)化、用于自愈型和自保持型網(wǎng)絡(luò)的自形成網(wǎng)格技術(shù)、動(dòng)態(tài)帶寬支持、負(fù)載平衡和優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)管理和配置、零沖突低功耗數(shù)據(jù)包交換等。SmartMesh 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于 Dust Network 在時(shí)間同步網(wǎng)格協(xié)議 (Time Synchronized Mesh Protocol - TSMP) 方面的開創(chuàng)性工作。

       SmartMesh網(wǎng)絡(luò)采用時(shí)間分集、頻率分集和物理分集無線網(wǎng)格技術(shù)“三重奏”—，可確?？煽啃?、適應(yīng)性、可擴(kuò)展性、電源靈活性及易用性。當(dāng)嵌入到客戶的傳感器和網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品中時(shí)，形成的無線連接可實(shí)現(xiàn)＞99.999%的數(shù)據(jù)可靠性和超低功耗，從而使得傳感器可以安放在嚴(yán)酷的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中。