A2B總線協議測試解決方案

一、引言

隨著汽車采用新的信息娛樂技術和先進的駕駛輔助系統（攝像頭、微波雷達、激光雷達等），以及采用多種傳感器測量不同數據（穩定性、速度、加速度等），汽車內部的電子系統數量增加，復雜性也達到了新高度。給通信總線也帶來了巨大挑戰。

許多不同子系統使用的各種總線都包含非常復雜（且昂貴）的電纜。對于汽車應用，尺寸和重量是新的挑戰，因為要滿足新的環境法規就意味著需要開發能夠（例如）降低CO2排放量的新系統。在這種情況下，就不太容易滿足高帶寬、低延遲，確定性、耐用且便宜的通信總線需求了。

汽車音頻系統的電纜在總電纜重量中占了很大比重，這是因為模擬線路要求從音頻源到端（揚聲器）都采用價格高昂的屏蔽電纜。此外，主動降噪(ANC)和路噪消減(RNC)系統需要在車內安裝多個麥克風，這為音頻網絡增加了許多輸入節點。

圖1傳統汽車音頻系統實際布線

傳統汽車音頻系統實際布線面臨的壓力顯而易見：

麥克風和揚聲器數量激增

減輕重量，增加MPG（Miles Per Gallon）

降低噪聲（ANC和RNC）

控制成本

降低復雜性——提高可靠性

針對以上問題，ADI（Analog Devices, Inc.）公司推出了A2B（Automotive AudioBus）車載音頻總線。

二、概述

A2B（Automotive Audio Bus）車載音頻總線是由業界認可的數據轉換和信號處理技術全球領先的供應商ADI（Analog Devices, Inc.）公司推出的車載音頻傳輸總線協議。

A2B支持串聯拓撲，即單個主機最多連接10個菊花鏈形式的從機。A2B針對音頻應用進行優化，速度為50Mbps。通過使用非屏蔽雙絞線(UTP)，大幅簡化連接，線束的總重量減少高達75%。節點之間的距離可達15米，最大網絡長度為40米。同時支持通過UTP線纜供電，非常適合數字麥克風。

圖2A2B音頻走線

由于A2B有著減少電纜成本和重量，支持總線供電（麥克風、揚聲器和傳感器），低時延（＜50μs）和高確定性——非常適合ANC，50Mbps雙向數據傳輸等諸多優點，使其成為眾多車廠在新車音頻架構中的首選。并且目前已有超過90%的車廠將A2B用于新車架構的開發。

而車載音頻設備的測試也隨著A2B車載音頻總線的普及有了新的變化。北京度緯科技有限公司針對使用A2B協議的車載音頻部件測試提供了以下兩種不同的的解決方案。

三、測試方案

3.1 ABTEC的A2B測試解決方案

在上文中提到A2B總線的鏈路結構是由單個主機（Master）與最多10個從機（Slave）組成。本方案是通過使用ABTEC音頻分析儀上的A2B音頻總線接口選件模塊，將音頻分析儀作為主機或從機接入被測鏈路進行測試，不同連接測試方式如下圖所示。

測試系統主要包括：音頻分析儀+A2B音頻總線接口選件模塊、人工嘴（麥克風測試）、控制電腦以及被測物。

主機接入測試：

圖3 麥克風陣列測試鏈路

圖4 車載功放測試鏈路

進行麥克風測試時，音頻分析儀輸出測試音頻到校準后的麥克風，麥克風將采集到的音頻通過A2B模塊上的MASTER接口再輸入到音頻分析儀進行分析。

進行功放測試時，通過A2B模塊上的MASTER接口輸出測試音頻到被測物，經過被測物后再將信號輸入給音頻分析儀進行分析。

從機接入測試：

圖5 從機接入測試鏈路

當音頻分析儀作為從機接入鏈路進行測試時，通過使用A2B模塊上的SLAVE接口接收來自被測主機的信號即可進行分析。

使用上述方法進行A2B總線的測試，相較于其他測試方法，其最大的優點在于僅用一臺設備即可完成鏈路的搭建與測試，簡化了硬件連接步驟與測試操作步驟，同時還降低了測試成本。

3.2傳統A2B測試解決方案

麥克風測試方案：

圖6 A2B麥克風測試連接圖

說明：A2B麥克風測試系統主要包括：音頻分析儀、A2B分析儀、人工嘴、控制電腦和被測麥克風。

音頻分析儀輸出測試音頻至校準后的人工嘴。被測麥克風采集人工嘴發出的測試音頻，通過A2B線纜傳輸至A2B分析儀?？刂浦鳈C打開A2B分析軟件和音頻分析軟件，兩軟件通過ASIO進行數據交互?？刂浦鳈C通過兩根USB線纜分別連接A2B分析儀和音頻分析儀，將從A2B分析儀獲得的音頻信號進行分析處理。

揚聲器測試方案：

圖7 A2B揚聲器測試連接圖

說明：A2B揚聲器測試系統主要包括：音頻分析儀、A2B分析儀、測試麥克風、控制電腦和被測揚聲器（包括音頻輸出節點）。

控制主機打開A2B分析軟件和音頻分析軟件，兩軟件通過ASIO進行數據交互?？刂浦鳈C通過兩根USB線纜分別連接A2B分析儀和音頻分析儀?？刂浦鳈C將測試音頻傳送至A2B分析儀。A2B分析儀通過A2B線纜將測試音頻傳送至車載音頻輸出節點。節點將測試音頻通過模擬輸出接口傳送至被測車載揚聲器。最終測試麥克風將音頻信號采集后傳送至音頻分析儀進行音頻分析處理。

此種測試方案需要額外使用一臺A2B分析儀，在硬件連接與測試操作步驟上都較為復雜，成本也相對較高一些。

四、核心測試設備以及模塊介紹

4.1 核心測試設備A5

北京度緯科技有限公司銷售的A5音頻分析儀，是一款具備高性能、多接口類型、多測試功能于一體的專業音頻分析儀。支持一系列測試插件拓展，支持各種數字音頻接口（BT/I2S/HDMI/PDM等），是消費類音頻和汽車電子等音視頻產品研發階段的首選測試設備。

4.2 A2B測試模塊

A5-A2B模塊接口具有獨立的Master與Salve，可提供與待測品的直接連接，同時還為輔助測試提供一個額外的電源輸入接口。該接口結合功能強大的音頻測試軟件ATC，可實現A2B系統和組件的閉環多通道音頻測試，如汽車車機、汽車功放、汽車麥克風及其他相關的消費類產品。

主要特點：

（1）A2B系統和組件的多通道音頻測試

最高支持32通道的音頻流輸入與輸出

（2）Master特性

可支持10個節點，并可獨立訪問各節點的I2C和GPIO

總線負載能力8V@500mA

下行音頻流可達32通道，THD+N≤-186dB

對已連接的節點可進行掃頻測試

（3）Slave特性

靈活的配置，可作為輸入或者輸出接入A2B網絡

可高達32通道的音頻輸出

獨立的Master和Slave，可同時使用

（4）支持外部電源輸入（DC 12V）

審核編輯：湯梓紅