车载A²B总线音频采集与分析

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车载A²B总线音频采集与分析系统 高级传感与测控专区

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       隨著座艙語音交互、主動降噪(ANC)與分區(qū)音響的應用深化,A2B(Automotive Audio Bus)在整車中承擔了更多時序敏感、通道眾多的音頻傳輸任務。A2B以單對非屏蔽雙絞線實現音頻與控制的同步傳輸,具備約50 Mbps的帶寬與確定性、微秒級的逐跳時延,且各節(jié)點時鐘保持相位對齊,這使其非常適合多麥陣與分區(qū)播放等場景,但也對鏈路穩(wěn)定性和時序一致性提出更嚴苛要求。真實車輛中,電源波動、EMC耦合與線束布局可能引發(fā)幀錯誤、鏈路重建或抖動累積,單靠靜態(tài)臺架往往難以捕獲并復現。為此,我們基于模塊化數據采集平臺,提供專注于A2B鏈路的無損接入、長時記錄與在線監(jiān)聽方案,通過協議事件與音頻載荷的同步采集,建立“發(fā)現—定位—復核—優(yōu)化”的閉環(huán)。

圖 1車載A2B系統(tǒng)示意圖

       度緯科技方案以PXIe為核心,圍繞A2B鏈路開展采集與分析:在不改變原車布線與負載關系的前提下旁路接入,實時獲取多節(jié)點上下行通道的有效載荷,并同步記錄關鍵協議行為(如幀錯、丟包與節(jié)點上線/重連時序)。所有數據以統(tǒng)一時基集中處理,可對頻譜、相位一致性、通道延時與事件時間線進行聯動分析;通過片段回放與A/B對比,工程師能夠驗證算法或硬件修復的實際收益,形成可追溯的調試證據。A2B總線在同一對線纜上同時承載音頻與控制/I2C信息的特性,使我們能夠把波形與協議側信息一體化呈現,顯著減少排障往返成本。


      本測試系統(tǒng)可對A2B音頻鏈路進行數據采集與分析:覆蓋主從節(jié)點的上下行通道,支持多節(jié)點并行接入與實時監(jiān)聽。采集卡對總線數據進行解幀、緩沖與通道級時間對齊,控制器完成大帶寬數據流的高速寫入、觸發(fā)錄制與可視化。基于A2B的幀結構與固定幀率(典型44.1/48 kHz幀時基)以及總線的高帶寬設計(約50 Mbps),系統(tǒng)可在不干擾鏈路的情況下持續(xù)留存關鍵片段,并輸出面向工程的KPI(幀錯率、重連次數、丟包峰值等),用以量化鏈路穩(wěn)定性與音頻一致性。


      在本測試系統(tǒng)中,A2B音頻信號通過數據采集系統(tǒng)內的A2B采集卡完成無損接入與解幀??刂破鲗σ纛l與協議事件統(tǒng)一打時間戳并在同一時間軸上集中處理,顯示模塊實時呈現通道電平、頻譜與片段導出,便于復盤與對比。系統(tǒng)采用點煙器接口供電,配合寬壓輸入與掉電緩沖設計,保障啟停工況與長時間記錄場景下的數據完整性與連續(xù)性。


      本測試方案具備多項技術優(yōu)勢,具體如下:
         1、核心產品自研:自研PXIe控制器、固態(tài)存儲模塊與數據采集機框,驅動、GUI與協議解析深度整合,軟硬件一致性高,降低兼容性與維護成本。
         2、單設備多節(jié)點音頻采集:單機支持最多10個節(jié)點、32通道A2B音頻并行采集,通道級同步,并與協議事件同屏顯示,快速定位問題源頭。
         3、集成化存儲:16TB級PXIe固態(tài)存儲直掛機框,持續(xù)寫入帶寬>6GB/s,滿足長時、高帶寬記錄與零丟幀留存的要求。
         4、系統(tǒng)集成度與可靠性:采集卡、控制器與存儲高度集成于PXIe抗震機箱,可增配連接器與線纜固定件降低顛簸導致的松脫風險,適配長時路試與耐久場景。
         5、高性能數據處理:控制器提供高吞吐與低時延數據管線,支持多格式報告導出,提升跨團隊協作效率。


      本測試方案核心測試設備為:PXIe控制器,存儲卡和A2B采集卡。具體設備介紹如下:
A2B采集卡:
      ASMC-PXIe-A2B 采用 32-bit ΔΣ ADC/DAC,采樣率覆蓋 48/96/192/384/768 kHz,兼顧語音到高帶寬場景;在 48 kHz 下實現 >110 dB SNR、THD+N < –110 dB。板上集成 A2B 收發(fā)器(AD2428),支持最多 11 個節(jié)點(1 主 + 10 從)與 32 路上行/32 路下行通道,并支持最長約 40 m 的總線長度,適配整車菊花鏈拓撲??峁?2 Vrms 模擬 I/O、3.5 mm TRS 兼容單端/差分輸入,同時內置 IEPE 恒流源并支持 TEDS 標識,便于與傳感器/治具協同。面向研發(fā)聯調與兼容性驗證,既可做總線波形采集,也支持節(jié)點級測試與信號注入,快速定位鏈路與音頻一致性問題。
 

圖 2 A2B采集卡


控制器:
      ASMC-PXIe-1216 采用 Intel? Core? i7-6820EQ(2.8 GHz,四核八線程),3U 雙槽結構,提供 16 GB 內存(可擴展)、512 GB SSD、2×千兆以太網、4×USB3.0/2×USB2.0 與 DisplayPort(最高 3840×2160@60 Hz)。控制器內置 PCIe 交換與智能帶寬分配,可依據機箱 LINK 狀態(tài)在 2 路(1×x8 + 1×x16)/4 路(4×x4)模式間自適應切換;支持 P2P 直連,降低數據回環(huán)延遲與 CPU 負載,并提供功耗與溫度實時監(jiān)測以保障長時穩(wěn)定運行。SMB 觸發(fā)/背板觸發(fā)與最高對內 16 GB/s、對外 24 GB/s 的總線帶寬,為高速采集與回放提供余量。

圖 3 控制器

存儲卡:
      ASMC-PXIe-8016 為 3U 單槽固態(tài)存儲模塊,容量最高 16 TB,PCIe x8 接口,典型連續(xù)讀/寫可達 6.67/6.53 GB/s,滿足長時高帶寬記錄與零丟幀留存需求??ㄉ霞刹畚蛔R別,便于多卡部署時的定位與數據管理;支持能量(功耗)監(jiān)測,用于運行狀態(tài)與可靠性評估;B 系列新增 P2P 直通傳輸,在同一交換芯片下實現模塊間低時延數據互聯。配合控制器的帶寬與觸發(fā)體系,可構建從采集到留存的高可靠數據鏈路。

圖 4 存儲卡

      本測試方案以“不打擾原車、還原真實鏈路”為原則,構建從問題捕獲、證據固化到復現驗證的閉環(huán)流程。通過非侵入式旁路、協議事件與音頻載荷的同步采集,以及長時高速存儲與可回放分析,系統(tǒng)在臺架與實車場景均可穩(wěn)定實現多節(jié)點、長時、可復盤的A2B測評,顯著提升定位效率并量化優(yōu)化收益。方案在協議完整性評估、證據鏈生成與團隊協同方面具備明顯優(yōu)勢,為算法標定、硬件迭代與量產質檢提供持續(xù)支撐。


      度緯科技始終致力于在數據采集領域中實現創(chuàng)新、獨特和可靠的產品方案。我們深知,這些要素是企業(yè)在市場競爭中立足的基石。正因為如此,我們將創(chuàng)新的靈感來源于客戶的真實應用需求,而非僅僅為了展示華而不實的產品特性。通過不斷優(yōu)化和提升數據采集方案,度緯科技助力合作伙伴邁向高效精準的未來。歡迎選擇度緯科技,共同開啟數據采集的新篇章。