低延迟实时音频处理的要求非常严格。为了满足汽车工业日益严格的要求，对具有高度数字处理能力的处理器的需求必不可少。未来的自动驾驶汽车将不仅是传感器和摄像头，还将作为家庭影院、会议室和移动的娱乐中心，每一种场景都有赖于出色的声音体验。汽车公司有必要集成复杂的数字音频算法，以提供高质量的实时处理。
先进的电子设备和智能传感器使新一代汽车比上一代更安全、更智能且耗油更少。能使汽车更安全、更高效的众多技术同样也可用于改善音响系统。
一代汽车的音频系统不仅要输出高质量的声音，而且还需要接入汽车多媒体网络的能力，同时将功耗保持在最低。微控制器、存储器、DSP（数字信号处理器）在这一领域的应用越来越广。
新的解决方案必须快速简便地适应新的趋势，为客户提供更快的上市时间和更低的整体成本。消费者将受益于高度定制的新一代系统体验。
汽车音频总线技术
汽车OEM厂商正寻求途径降低音频系统复杂性及重量。重量的大幅减轻有助于降低油耗。
ADI公司正借助汽车音频总线(A2B)来解决这一挑战。该数字音频总线技术为汽车提供高保真音频传输，同时大大减轻现有线路的重量。总线以菊花链方式连接多个音频节点，为不同应用场景提供数据传输。A2B技术还能向节点供电，减少甚至可能无需本地电源，使得系统总成本进一步降低。
该ADI技术还能减小连接器的尺寸，用普通双绞线电缆（又称UTP，非屏蔽双绞线）取代现有链路中的多种不同电缆。该总线支持一个主节点和多达10个从节点，一个非常简化的初始化过程，和仅仅两个音频时钟周期的确定性延迟，且跟网络中节点的位置无关。
SHARC: 实时音频处理器
基于实时信号处理的应用，要求强大的计算能力以及低延迟，需要数字信号处理器。ADI引入了集成微处理器的多核架构DSP。DSP专用于数据处理，而微处理器则用于控制总线和连接。通过采用FFT（快速傅立叶变换）和FIR（有限脉冲响应）以及IIR（无限脉冲响应）数字滤波器等硬件加速器，进一步提高了计算能力。
DSP硬件架构必须确保输入输出数据流，确保快速便捷访问数据存储器，并保证数据可靠性。
它包含了防止非法重新编程并保护数据的安全措施。具有检测并校正错误的诊断机制。ADI公司的SHARC（Super Harvard架构）DSP尤其适用于汽车应用稳定可靠的低延迟实时音频处理。
ADI公司新推出的音频处理器系列极大地改善了系统音质。ADSP-2156X音频处理器（ADSP-21562/21563/21565/21566/21567/21569）专为确定性实时音频处理和低延迟的应用而设计，比如沉浸式3D音效、个人音频分区、主动式降噪（ANC/RNC）。基于SHARC+架构的单核32位/40位/64位浮点处理器速度可达1GHz，并具有不同版本支持灵活的音频接口与不同的芯片内存。新特性包括缓存增强和分支预测，同时保持指令集兼容之前的SHARC产品（图1和图2）。
图1: 处理器功能框图
图2：ADSP-2156x功能框图
该系列包含汽车和消费等级的400CSP BGA封装（17 mm x 17 mm，间距0.8 mm）和120 LQFP封装（14 mm x 14 mm）。ADSP-2156X系列具有高达1.6MB的大容量片内SRAM，提高了音频处理性能而且不需要外部存储器。片内硬件FIR和IIR滤波加速器具有极大的附加处理能力，同时降低总体系统成本。具有创新数字音频接口和内部总线的高效DMA消除了处理瓶颈。DDR3/L连接（仅限BGA）提供了简便的应用扩展，并减少了系统设计工作量。
“我们的SHARC音频处理器配备了强大的安全功能，防止未经授权访问我们客户的IP。这使我们的客户有能力创新并使他们的解决方案与众不同。随着车辆变得越来越智能互联，在我们设计新一代产品时，安全性已经成为重中之重，”ADI音频处理及连接产品线总监Andrew Lanfear说。
“借助新的ADSP-2156X SHARC音频处理器系列，我们将继续为客户提供性能可扩展性，以构建系统成本优化型解决方案，用于汽车、消费电子和专业音频领域中的高确定性和低延迟实时音频处理应用。汽车应用包括主动降噪（ANC/RNC）、车内语音接入、车载通信、个人音频分区、发动机声浪合成、电动车警示声音系统等。最终目标是为乘客提供沉浸式3D音效和安静的座舱体验，并提高驾驶员和行人的安全，”ADI汽车音频处理产品线经理Jignesh Sonchhatra说。
ADI公司已设计了一个承载相关外设的ADZS-21569-EZKIT开发板以供评估ADSP-2156X系列。该评估板可以与CrossCore®Embedded Studio (CCES)开发工具配合使用，帮助开发和调试高级应用程序代码（图3和图4）。它配备12个RCA连接器、ADAU1979四通道ADC、ADAU1962A 12通道24位DAC、集成诊断功能的ADAU1977四通道麦克风ADC，和AD2428汽车音频总线(A2B)收发器。
图 3: 音频系统示例
图4： ADZS-21569-EZKIT开发套件
低延迟实时音频处理的要求非常严格。为了满足汽车工业日益严格的要求，对具有高度数字处理能力的处理器的需求必不可少。未来的自动驾驶汽车将不仅是传感器和摄像头，还将作为家庭影院、会议室和移动的娱乐中心，每一种场景都有赖于出色的声音体验。汽车公司有必要集成复杂的数字音频算法，以提供高质量的实时处理。
(本文授权翻译自EETimes，参考原文：Highly Deterministic Real-Time Audio Processing Performance，by Maurizio Di Paolo Emilio)
责编：Amy Guan
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