汽车的无名技术

在汽车音响系统正成为一个关键的设计元素,而不仅仅是对音乐。由于不断发展的技术,汽车音频已经到达了一个临界点是扮演一个更广泛的角色内外应用程序。

大多数人把汽车音响和汽车收音机,这几十年来一直在汽车。但是在将来,这些系统也会倾听和回应现实——他们有选择性的播放音乐的不同部分。

“传统上,音频在车里是片面的,人类会听信息或音乐或娱乐,”阿尼尔•卡纳说,高级经理的汽车音频业务线在汽车业务单元导师,西门子业务。“你有你的收音机,你听音乐时把声音命令通过GPS提示。现在,音频双向。你可以清楚地看到,在消费者与亚马逊回声等技术的出现,在那里一个人指挥设备做点什么。这是发生在汽车音频空间,。”

的确,音频是一个非常重要的汽车今天经历的一部分,它将变得更加重要的汽车开始实现驾驶员辅助,最终自动驾驶功能。

“音频子系统在娱乐过程中发挥作用,噪声控制,声音设计、和通讯,”杰拉德•安德鲁斯说,产品营销总监,音频/语音IP, Tensilica产品节奏。“信息娱乐系统通常由多种音频解码器和后处理技术,提供了一个引人注目的用户体验。身临其境的音频体验是非常重要的,许多汽车购买者常常音频系统是允许被其他公司品牌汽车制造商。”

在汽车电子正在经历爆炸式增长,这段刚刚开始获得traction-but不是显而易见的原因。去年11月,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)通过了一项使命,需要新的电动汽车和混合动力电动汽车有一个活跃的行人警报系统由2018年的秋天。这意味着专用的音频技术,甚至不存在于汽车,直到大约两年前。

从那时起,技术,如模拟设备的汽车音频总线(A2B)已加入消费主导型选项最喜欢(媒体化的系统传输),以太网真空断路,HDBaseT标准,等等。大多数是遗留音频总线技术和发现世界上几乎所有汽车品牌。它经历了三个演进:大多数25,大多数50岁,150年。的数量是衡量带宽,所以大部分150年,诞生于2007年,可以携带音频(或视频)数据150 mbps的速度。

图1:模拟设备的A2B示意图。来源:阿迪

“即使是现在,一些汽车制造商使用模拟音频线传输音频,”Khanna说。“想想家庭影院系统。前面有一个放大器在电视,两个喇叭在你后面在地板上,通过电缆连接。每个演讲者都有连续的左和右,还有电缆运行的房间。这正是今天在汽车与遗留模拟音频传输。要么这样,要么就得最多的,就是这样。高端音频系统使用以太网真空断路(音频视频连接)。再一次,这是一个借来的汽车。这不是致力于音频。它传输音频和视频。 Until A2B came along, which is solely dedicated to transmitting 32 channels of digital audio, there were 32 wires going all over the car. Now this is done over two pieces of wire.

展望未来,技术要求更高的带宽等驾驶新和新兴总线技术的进步以太网真空断路等。带宽需求是来自专门要求开视频。声音很低带宽,但一旦视频添加大量的带宽是必需的。如果需要实时视频,这是更多的数据,引入延迟和保证时间讨论。例如,一个车载信息娱乐系统(20)与屏幕背后娱乐单位有两个屏幕后面的车辆和一个屏幕前面的司机的新单位。整个车,当传输视频技术可以支持音频和视频需要更高的带宽。

围观摄像头,需要高带宽。“一些汽车有一个鸟瞰,输入来自四个不同的相机,”Khanna说。“在这种情况下,你想是实时的,因为当你停车的车,你想看到你周围的一切。”

视频不是必需的
但也有越来越多的先进的汽车应用程序,不需要视频,并有充分的理由分开。

”应用程序存在的今天,和应用程序创建仅仅因为现在我们有一个专门的巴士,”Khanna说。“例如,免提系统。今天,有麦克风旁边的司机。你拨打的名字。通常,当我们想到免提我们总是认为司机是主要的人打电话,没有人说话。但所有这些都改变了。我们看到麦克风增殖在车里有个人音频区域设置。字面上,你会看到四个音频区域设置。会有一些干扰,但不是很多,软件算法和噪音消除和消声的帮助下算法。所以你可以形成个人区域有人可以看自己喜欢的电视节目,有人可以讲电话,他们两者之间最小中断。 I’m not saying it’s coming out next year, but I can assure you that research is done and there are companies that are doing this. We are definitely looking to that as well.”

哈蒙就是其中之一。它已经吹捧ISZ(个人声音区)技术,这是所有audio-related。它使用麦克风和噪声取消算法的组合来创建个人带。

欧美Wang Archband实验室的首席技术官和总统,指向其他领域的活动:

• 从模拟到数字。更多的功能和更高的标准要求,确保总体性能和成本能满足市场需求。传统上,汽车已经通过高质量的模拟音频信号电缆,但那些价格昂贵,而且容易受到环境噪声。
• 可配置的和可扩展的通道。更多的功能打包成个人汽车今天,一个趋势是构建高质量的可配置渠道录制和回放。例如,一个司机可能想听收音机而乘客可能想使用他或她的AR / VR /电视。优化渠道划分是必要的,可以扩展到多个渠道和IPSoC集成和移植过程。
• 免提智能voice-in-command。IP是目前支持免提操作检测低功耗的声音。这项技术已经可以用来检测高风等人的声音在吵闹的情况下。当语音活动检测时,IP醒来SoC系统的自然语言搜索引擎关键字检测。如果检测到一个关键字,整个SoC系统是醒来在司机的命令和播放机器学习的反应。

节奏的安德鲁斯也看到此举在汽车音频使用音频子系统运行有源降噪算法降低舱室噪声。

收敛问题和上下文
能够分离物理刺激和解释它们的含义是一个持续的探索在这些天许多汽车系统。音频一个简单的解决方案是对数据库匹配声音已知的单词或短语。同样可以用简单的图像在non-safety-critical视频子系统。更复杂的解决方案是使用神经网络做出反应的方式更接近人类的感知和对刺激的反应。类似的问题,不过,在多个传感器类型和解决方案取决于最终的目标。

不管这些问题是如何解决的,不过,公分母是数据需要移动得更快,这需要解释更快,以便可以采取适当的行动。

“有两个性能指标用于片上,到交流,”Steve Mensor说负责营销的副总裁Achronix。“一个是带宽,可以在芯片或跨PCB。第二个是消除延迟的数据移动到最后的目的地。”

这听起来很简单,但很多这些问题需要解决在系统水平。传感器融合可以创建干扰正在争夺资源,因为多个信号。此外,系统updates-particularly无线软件或固件更新可以以相同的方式影响总体性能软件更新可以缓慢的电脑或移动设备。所有这些需要考虑的设计。

“两件事记得这里有任何的信息来源从来都不是完美的,新的东西将会改变,”Mensor说。

对于汽车企业来说,这可能是一件好事。对工程师开发任何子系统,它可以导致严重的头痛。

“20年来汽车本身是好的,但是现在你有一个车是三四岁失踪的这种新技术,”查理Janac说,董事长兼首席执行官ArterisIP。“所以意想不到的后果之一是更快的升级周期。或者你租赁一辆车三或四年,然后你把它在一个新的模式。”

汽车系统也需要韧性构建到他们,因为在某些时候某些组件将会失败。“但许多系统不是为可靠性设计,“Janac说。“如果你的智能手机失败,你可能会生气,但你去买另一个。智能手机不会杀死你,但是一辆汽车。这些系统必须考虑功能性安全和弹性一路从最低的分母,IP,给用户。如果你看看卫星电子,这并不经常失败。但它变得更大,成本更高。”

结论
在车里,音频是一个复杂的互连系统的集合。一个单独的音频总线的吸引力是它限制了意想不到的或不需要的系统之间的交互。汽车变得更加自主,它也可能是最多的系统,接口,这就是为什么降噪和个性化的音频区域受到这么多关注。

“道路降噪是在未来的三年里,我们可能会看到“Khanna说。“我们知道,一些顶级oem看这个很严重。此前,障碍采用单个组件的高成本。A2B已经改变了。任何技术一样,首先是技术出来然后人们等待,看看这将被采纳。一旦他们觉得越来越牵引你会看到二线球员跳在制作组件技术是必需的。有些公司已经开始生产A2B-compliant麦克风。他们是微机电系统microphones-tiny,一分钱或四分之一的大小。这些小事情一起为计算机大大减少连接在车里,这样可以减少汽车的重量。”

,以及尤其是自然语言通信变得更重要的车辆,用户界面也将增长的重要性。语音识别技术已经发现在许多汽车。下一步是不断改进技术,允许更复杂的交互干扰降到最低程度。