汽車音訊處理器與支援元件的演進

音訊仍是 OEM 之間的差異化因素。事實上，大多數 OEM 都提供可補充或取代現有音響系統的封裝，例如頂級品牌音響系統、品牌沈浸式環繞立體聲功能，額外的中音喇叭和低音喇叭。如果您最近購買了汽車，您可能對目前可用車型的音訊選項範圍相當熟悉。

傳統上，頂級汽車音訊系統中的數位放大器採用分散式音訊處理架構設計，並以獨立 MCU、數位訊號處理器 (DSP) 和網路積體電路 (IC) 處理不同工作。雖然這種離散式方法通常可提供設計靈活性，但也增加了系統複雜性、成本和尺寸。增加沉浸式環繞聲和道路噪音消除 (RNC) 以獲得家庭劇院般的體驗，同時最佳化燃油和能源效率，需要增加元件、音訊通道和軟體類型的數量。圖 1 顯示現代車輛中的音訊系統範例，此系統具有多個用於環繞立體聲的喇叭，以及用於 RNC 的麥克風。

嵌入式處理器中更高階的裝置整合有助於簡化音訊系統設計。例如，AM62D-Q1 處理器和 AM275x-Q1 MCU 中的高度整合車用 SoC 採用 TI 的 C7x DSP 核心、記憶體和元件，旨在協助您在單一裝置中實現外部功能安全、保全要求和音訊網路要求。

單晶片處理平台也從硬體和軟體的角度簡化了可擴展性，因為這些 MCU 和處理器系列包括接腳對接腳相容選項，並可在各種設計中重複使用程式碼。

從車輛安全的角度來看，這些裝置透過簡化聲音合成系統 (例如電池電動車中的引擎聲音合成或汽車聲響警示系統) 的設計，有助於提高車外的音訊性能。這些系統透過從外部喇叭發出車外行人可以聽到的聲音，以及發出複製車內引擎噪音的聲音來強化車輛安全性。

每個 C7x DSP 核心也包括單週期 L2 記憶體快取 (可存取高達 2.25MB)，其處理性能比傳統純量音訊 DSP 高出四倍，並搭配矩陣相乘加速器以形成晶片內建神經處理單元 (NPU)。此架構可處理傳統和邊緣 AI 音訊演算法，為多種頂級音訊功能提供單晶片支援。

這些進階音訊功能也有助於維持與高性能音訊放大器的相容性，例如採用單一電感器 (1L) 調變技術的 TAS6754-Q1、類比轉數位轉換器，以及 TPS65224-Q1 等電源管理積體電路 (PMIC)，讓現代車輛的音訊訊號鏈更加完整。圖 2 顯示搭載 TI 嵌入式處理器、類比與電源 IC 的頂級音訊系統原理圖。

與汽車音訊處理器的進步類似，TPS65224-Q1 等 PMIC 的高度整合有助設計人員打造可擴充、精巧且可靠的汽車音訊系統，透過充分利用系統處理器，並協助降低整體 BOM 成本與系統層級尺寸，滿足 OEM 和最終消費者的期望。這些裝置也具備整合式功能安全特性，可在系統層級實現 ASIL-B。

結論

搭載 DSP 功能的高度整合式音訊處理器具備沉浸式音效、ANC 和個人化音訊功能，正在打造新一代的頂級汽車音訊系統。然而，若要充分發揮這些處理器的潛能，則需具備最佳化的嵌入式軟體架構和開發程序。

汽車系統工程師可考量 DSP 軟體架構，音訊框架、調整工具和軟體重複使用等因素，以釋放高階音訊晶片的功能，同時管理車內系統整合的複雜性。隨著對頂級音訊的需求持續增加，對硬體和軟體創新的關注將成為在汽車市場保持競爭力的主要因素。

其他資源

• 技術文章：「利用 D 類放大器 1L 調變，縮減汽車音訊系統設計」。

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