De la A a la Z de las aplicaciones A2B

A lo largo de su historia, hay muchos ejemplos en los que la industria automotriz se ha beneficiado de las transferencias de tecnología de mercados adyacentes y complementarios; Industrias, consumidores y atención médica, por nombrar solo algunos. Desde la revolución de la producción en masa de automóviles hasta la introducción de sistemas de transporte en la industria minera para aprovechar la potencia de procesamiento, que ha continuado a buen ritmo desde que las unidades de control electrónico (ECU) aprovecharon las capacidades de los microcontroladores hace más de 30 años, los ejemplos de préstamo de la industria automotriz. y es demasiado aprovechar las transiciones tecnológicas. Hoy, la industria automotriz está devolviendo el favor al compartir tecnología que promete simplificar los desafíos de la distribución de audio en una amplia variedad de aplicaciones.

La A²b^® Es un bus digital bidireccional de alto ancho de banda diseñado originalmente para resolver problemas de distribución de audio en aplicaciones automotrices. Las redes de audio para automóviles actuales generalmente involucran múltiples conexiones analógicas punto a punto. A²La tecnología B aborda muchos de los desafíos de las conexiones analógicas punto a punto: peso del cable, costo del cable, dificultades de enrutamiento y confiabilidad de múltiples conexiones. Facilita el transporte de datos de audio totalmente sincronizados (I²S/CT/PDM) y datos de control (I²C) en un sistema de audio multinodo distribuido sobre una infraestructura de cables y conectores de par trenzado sin blindaje (UTP). Se admiten hasta 32 canales de audio en el bus en las direcciones ascendente y descendente, lo que brinda un ancho de banda total de 50 Mbps. A²La tecnología B puede admitir topologías de red punto a punto, en cadena y de sucursal.

Cada red consta de un nodo maestro y hasta 10 nodos esclavos. A. está en un nodo maestro²B un transceptor conectado a un procesador host que puede controlar audio, datos y enviar I²C detalles en A²bus B. Los nodos esclavos, que varían en complejidad desde amplificadores de gama alta con una potencia de procesamiento significativa hasta nodos de micrófono alimentados por bus, comprenden A.²Transceptores B que interactúan con una amplia gama de dispositivos, como micrófonos, procesadores de señales digitales (DSP), altavoces, sensores (por ejemplo, acelerómetros) o amplificadores de clase D. Los transceptores maestro y esclavo admiten una variedad de características adicionales, como la compatibilidad con la multiplexación de tiempo de entrada de micrófono (TDM) y modulación de densidad de pulso (PDM). Una derivada simplificada²Los transceptores B tienen diferentes niveles de funcionalidad, como esclavo de punto final (sin soporte de TDM), maestro simplificado (soporte de longitud de cable reducida, esclavos menos compatibles) y esclavo de punto final simplificado (soporte de longitud de cable reducida, menos entradas de PDM).

Originalmente una línea de productos de edición limitada ofrecida solo para aplicaciones automotrices, A²La tecnología B se lanzó por completo al mercado masivo en 2019, lo que la abrió a una multitud de aplicaciones.

Los casos de uso en los que A²El probado bus B en la industria automotriz está estrechamente relacionado con muchos casos de uso en la industria del transporte, a la que pertenece el A²El autobús B no estaba disponible antes. Una parte de la industria del transporte, la construcción y los equipos agrícolas se enfrenta a un rápido desarrollo tecnológico. Estas máquinas son el entorno de trabajo de sus operadores, lo que significa que funciones como telefonía manos libres, integración de múltiples micrófonos para beamforming, sistemas de llamada de emergencia y supresión de ruido transforman la máquina en un entorno de trabajo más seguro, más cómodo y más conectado.

Los sistemas de cabina de Fritzmeier para la industria de vehículos utilitarios y todoterreno, con el sistema SMARTCOM de Antretter & Huber, aprovechan la naturaleza escalable de A.²Tecnología B. Con micrófonos, altavoces activos y un módulo de radio FM/DAB inteligente, el sistema SMARTCOM está diseñado para simplificar la integración de módulos de terceros. Las principales características de la A.²El bus B operado por el sistema SMARTCOM incluye la capacidad de integrar hasta 10 nodos esclavos conectados a un nodo maestro y soporte para tráfico de audio bidireccional.

Otro segmento importante de la industria del transporte son los vehículos que respaldan el transporte de personas (por ejemplo, autobuses, aviones y trenes) que pueden beneficiarse de las capacidades A.²tecnología B. La conexión de componentes de audio distribuidos en estos vehículos deja claros los casos de uso para A²Dispositivos B, para la conexión eficiente de altavoces distribuidos mediante cables UTP ligeros y económicos. Sin embargo, ¡hay muchos casos de uso más matizados! Automóvil club británico²La compatibilidad del dispositivo B con hasta 32 canales de audio descendente (del nodo maestro a los nodos esclavos) y audio ascendente (nodos esclavos al nodo maestro) en la red facilita el enrutamiento de múltiples canales de contenido de audio diferente distribuido dentro del mismo sistema. . Esta función podría utilizarse en un autobús turístico para difundir música en diferentes géneros o consejos turísticos en diferentes idiomas.

Habilidad A²El bus B para transmitir datos de entrada/salida de propósito general (GPIO) no críticos a distancia ahora se puede aprovechar en múltiples casos de uso dentro de la industria del transporte. Por ejemplo, los botones de parada utilizados en autobuses y autocares podrían beneficiarse de este A²capacidad de B debido a su mínima sobrecarga de procesamiento - una vez que A²El nodo maestro configura el enlace B durante la inicialización, los GPIO funcionan sin ninguna intervención adicional del host.

Fuera de la industria del transporte, muchos estándares, como AES67, se aplican a tecnologías de transmisión como Ethernet y Protocolo de Internet (IP) para transmitir sonido a una variedad de distancias, desde instalaciones domésticas o pequeños estudios hasta estadios o centros comerciales. A²La tecnología B no es un competidor directo de muchas tecnologías basadas en Ethernet que transmiten audio a largas distancias. En cambio, un²La tecnología B puede considerarse una tecnología complementaria, perfectamente adecuada para proporcionar conectividad avanzada entre la red troncal y los periféricos (por ejemplo, micrófonos, altavoces, etc.).

En la instalación de un estadio, por ejemplo, la tecnología Ethernet como AES67 es extremadamente efectiva para distribuir audio dentro de los vestíbulos o entre áreas locales como habitaciones o restaurantes. En áreas locales, sin embargo, A²La tecnología B tiene varias ventajas distintas al conectar la tecnología Ethernet al borde de la red. La A²El transceptor B incluye un controlador de red integrado y PHY. Conectores UTP facilitados por A²Los dispositivos B son económicos y de fácil montaje, y los cables UTP con soporte A²Los dispositivos B son económicos, flexibles y ligeros. A²La tecnología B también está altamente optimizada en términos de procesamiento de nodos, con la capacidad de implementar un nodo esclavo sin necesidad de un microcontrolador.

La A²Bus B fue diseñado desde cero para tener requisitos mínimos de procesamiento en toda la red. Durante la inicialización del sistema, el transceptor maestro A²El nodo B necesita configurar el nodo A²Red B: responsabilidad del controlador de host (puede ser cualquier IC/SoC con I²interfaz C). Las pilas de software de referencia para la configuración de la red están disponibles en ADI en C o Linux incorporado^® montos Una vez que la red está configurada, el único software adicional es la estrategia de verificación de estado elegida para la aplicación. A es como resultado de este enfoque²La tecnología B se compara favorablemente con otras tecnologías que requieren una pila compleja para ejecutarse en cada nodo conectado a la red.

A²El requisito mínimo de procesamiento de nodos de la tecnología B, combinado con su capacidad para entregar energía a través del cable, hace que la red sea adecuada para aplicaciones que requieren diseños de nodos esclavos altamente simplificados. Algunas aplicaciones en un entorno de estudio de grabación pueden beneficiarse de la compatibilidad con diseños de nodos controlados por bus simples, como micrófonos o micrófonos de devolución de llamada. Al combinar nodos alimentados por bus con nodos alimentados localmente, un diseñador de sistemas puede crear un diseño de estudio complejo que aprovecha la ruta de audio digital de 24 bits y 96 kHz proporcionada por A.²tecnología B. La longitud del cable soportada por A²El bus B es otra característica que se puede aprovechar en el estudio o en un entorno de escenario pequeño. Esta flexibilidad podría aprovecharse en el entorno de un escenario pequeño para conectar cosas como un mezclador, monitores, micrófonos, ecualizadores o amplificadores.

La longitud del cable es compatible con la A²El Bus B también se puede utilizar en los sistemas de teleconferencia que son el corazón de las salas de reuniones actuales. Los sistemas de teleconferencia requieren la conexión de varios elementos, como micrófonos, altavoces y botones de silencio. Los sistemas de teleconferencia también pueden aprovechar la latencia ultrabaja que ofrece A²Tecnología B e implementación de soluciones de micrófonos de formación de haces. La cantidad de micrófonos involucrados, la potencia de procesamiento disponible y la latencia en el sistema afectan la efectividad de la implementación de formación de haces. A²La tecnología B ofrece intercambio de datos síncrono con una duración máxima garantizada de menos de 50 s. Soporte GPIO A²Los buses B también se pueden utilizar en un sistema de teleconferencia para comunicar señales auxiliares, como botones de control de silencio o indicadores de estado de llamada o silencio.

Con un historial comprobado de compatibilidad EMI/EMC en el entorno automotriz, A²La tecnología B ofrece una propuesta atractiva para aplicaciones que requieren una transmisión robusta de datos de audio no críticos en presencia de un entorno EMC riguroso. Habiendo cumplido con los estrictos estándares de EMC automotriz, que incluyen emisiones, inmunidad y ESD, el A²El bus B es ideal para aplicaciones aeroespaciales y de aviónica. Los diseños de sistemas compatibles se pueden lograr manteniendo la coherencia con las pautas de diseño básicas y siguiendo los diseños de referencia.

Estos diseños de referencia son una parte importante del ecosistema necesario para que la tecnología simplifique y acelere el proceso de diseño para los clientes. A²La tecnología B es compatible con diseños de referencia de hardware de Analog Devices y varios socios externos. Otras características tradicionales del ecosistema incluyen la disponibilidad de muestras, documentación y kits de evaluación. Además de estos, el A²El ecosistema B también incluye otros tres componentes importantes: software, herramientas de diseño y socios de diseño de terceros.

Además de la arquitectura de pila de software de referencia mencionada anteriormente, A²La tecnología B también es compatible con la herramienta de desarrollo SigmaStudio de Analog Devices, reconocida en la industria.^®. SigmaStudio es una herramienta de diseño utilizada para respaldar todos los aspectos de A²Proceso de diseño B: diseño de red de arrastrar y soltar desde A²Nodo B y dispositivos auxiliares, configuración de nodos, análisis de tasa de error de bit, cálculo de ancho de banda y cálculo de potencia. SigmaStudio toma datos de configuración y genera archivos genéricos .c y .h para integrarlos en la pila de software.

Los proveedores de equipos de prueba, incluidos Mentor, Total Phase y otros, forman parte de A²Ecosistema de bus B, que ofrece productos similares a A²B analistas y monitores. Automóvil club británico²El analizador B puede emular un nodo maestro o un nodo esclavo en A²Red B. Esto puede ayudar a diseñar y crear prototipos A²B. Red de AA²El monitor B actúa como un nodo pasivo en A²B red y monitorea cada A²B audio y datos que pasan a través del nodo mientras admite entrada y salida de audio. Estas herramientas ayudan a reducir el tiempo de comercialización y la complejidad del diseño para sus clientes. También aceleran la depuración y la investigación de problemas durante las fases previas y posteriores al lanzamiento de un proyecto. A²La tecnología B tiene una serie de socios de servicios de diseño de terceros con un historial comprobado para A²Modelos B en el mercado. Estos socios ofrecen una variedad de servicios, desde módulos de hardware hasta soporte de diseño de hardware y software personalizado.

Factores como el ecosistema, la robustez de EMI/EMC, la compatibilidad con la longitud del cable y los gastos generales de procesamiento mínimos hacen que las capacidades de transmisión de audio y datos de A.²El autobús B es el más conocido. Estos factores y habilidades hacen que A²B una oferta muy atractiva para aplicaciones en una amplia gama de industrias: transporte, producción profesional audiovisual o musical e interpretación musical.

Cinco créditos A²Se lanzaron transceptores B para aplicaciones de mercado amplio, dos dispositivos maestros y tres dispositivos esclavos. Los cinco tipos de tipos que se ofrecen incluyen partes de superposición y subconjunto y un dispositivo esclavo de punto final optimizado. En la Tabla 1 se proporciona una descripción general de los cinco tipos admitidos.

Cuadro 1. Mercado amplio A²Dispositivos B

A2Dispositivos B	AD2428	AD2427	AD2426	AD2429	AD2420
Descripción del producto	Maestro	Recortar	Extremo esclavo	Maestría en Optimización	Esclavo de punto final optimizado
capaz de dominar	Sí	No es	No es	Sí	No es
Bloques TRX funcionales	A+B	A+B	A	b	A
yo2S/CT compatible	Sí	No es	No es	Sí	No es
Entradas de micrófono PDM	4	4	4	4	2
Número de esclavos admitidos	Hasta 10	n / A	n / A	Hasta 2	n / A
Longitud máxima del cable de nodo a nodo	15 metros	15 metros	15 metros	5 metros	5 metros

La A²Una variedad de programas de evaluación de productos de Analog Devices que cubren diferentes tipos de A admiten el bus B.²dispositivos B. Estas placas se complementan con otra A²Tarjetas B que ofrecen servicios de diseño de terceros.

Cuadro 2. Mercado amplio A²B Juntas de evaluación

A2B Comité de Evaluación	La descripción
EVAL-AD2428WB1BZ	Placa esclava impulsada por bus compatible con I2S/TDM con dos micrófonos PDM
EVAL-AD2428WC1BZ	Tarjeta esclava accionada por bus con cuatro micrófonos PDM; sin apoyo para mi2S/CT
EVAL-AD2428WD1BZ	Placa maestra y esclavos controlados localmente que admiten yo2S/TDM con tres micrófonos PDM
EVAL-AD2428WG1BZ	Un programa esclavo impulsado localmente que apoya I2S/TDM sin micrófonos PDM
ADZS-AUDIOA2BAMP	Incluye amplificadores Clase D para accionar los altavoces
ADZS-SC589-MINI	TIBURÓN® módulo de audio con A2ADSP-SC589 Transceptor B y procesador de audio

a un²Garantía B y para obtener más información sobre A²Aplicaciones B, consulte analog.com/a2b.