Bus audio digitali: le soluzioni per il settore automotive

Bus audio digitali: le soluzioni per il settore automotive

Gli impianti audio che equipaggiano le auto di ultima generazione non sono soltanto in grado di produrre un suono di qualità molto elevata, ma si integrano con altre funzionalità avanzate presenti nel veicolo al fine di migliorare, per l'utilizzatore, l’esperienza del sistema di entertainment. Vediamo in questo articolo quali sono i principali bus audio digitali utilizzati in ambito automotive

Introduzione

Tra gli obiettivi principali di ogni casa automobilistica vi è sicuramente quello di realizzare dei veicoli di ultima generazione che siano più sicuri, più intelligenti e consumino meno carburante rispetto a quelli delle generazioni precedenti. Per raggiungere questo importante traguardo è necessario adottare soluzioni con un elevato contenuto di dispositivi elettronici: sensori, attuatori, microcontrollori, memorie, a volte anche dei Digital Signal Processor (DSP). Non è quindi un caso se i sistemi elettronici integrati a bordo dei veicoli sono in continua crescita, sia come numero sia come complessità. Relativamente ai sistemi audio, sono oggi disponibili funzionalità avanzate come la connettività radio “intelligente” (smart radio), il sistema per l’eliminazione del rumore prodotto dal movimento del veicolo (RNC, acronimo di Road Noise Cancellation), la possibilità di ripartire il segnale audio in zone personalizzate (PAZ, acronimo di Personal Audio Zones), sistema di comunicazione interna al veicolo (ICC, acronimo di In Car Communication), e sistemi per il supporto alla guida autonoma. La crescita dei sistemi elettronici integrati a bordo del veicolo produce, come effetto collaterale rilevante, un aumento del peso complessivo del veicolo e dei costi (soprattutto relativi ai cablaggi). L’incremento di peso, a sua volta, degrada l’efficienza energetica del veicolo, rendendo complicato per i produttori trovare il giusto bilanciamento tra l’esigenza di sviluppare sistemi di entertainment e infotainment con funzionalità sempre più ricche e l’obbligo di adeguarsi agli standard governativi in materia di consumi. In Figura 1 possiamo osservare un’applicazione del sistema PAZ (nel caso specifico si tratta dell’implementazione ISZ, acronimo di Individual Sound Zones): la zona del sedile guidatore riceve l’audio dal sistema di navigazione, mentre gli altri sedili dalle altre sorgenti del sistema di infotainment (radio, multimedia, ecc.). In Figura 2 lo stesso sistema è ora configurato per consentire al conducente e a un passeggero posto sul sedile posteriore di effettuare una telefonata, mentre gli altri passeggeri possono ascoltare della musica.

Figura 1: esempio di configurazione di un sistema PAZ

Figura 2: un’altra configurazione del sistema PAZ con diverse sorgenti di segnale audio

Tradizionalmente, i sistemi audio installati a bordo dei veicoli sono collegati tramite cablaggi dedicati (tipicamente di tipo analogico) oppure utilizzando dei bus digitali. Le soluzioni basate su cablaggi di tipo analogico si dimostrano spesso inefficienti e comportano dei costi addizionali legati alla necessità di utilizzare cavi schermati dedicati per ogni segnale o canale audio. Si tratta indubbiamente di una limitazione, tenendo presente che i migliori sistemi audio oggi disponibili supportano il Dolby multicanale (5.1 o 7.1) e la decodifica DTS e pertanto il numero di cablaggi richiesti cresce enormemente. L’impiego di convertitori analogico-digitale (ADC) e digitale-analogico (DAC) fa ulteriormente lievitare i costi, introducendo un rischio potenziale di degrado delle prestazioni audio. La soluzione più efficiente, economica e ottimale sul piano delle prestazioni è quella di utilizzare dei bus audio digitali, espressamente progettati per le applicazioni automotive. Storicamente, gli standard che si sono affermati nel tempo in questo scenario sono gli standard MOST e Ethernet AVB, entrambi in grado di semplificare enormemente la complessità dei cablaggi associata alle implementazioni di tipo analogico. A questi standard ormai affermati si è recentemente affiancata una nuova tecnologia, l’Automotive Audio Bus (A2B) particolarmente promettente per quanto concerne la riduzione dei cablaggi e la ridottissima latenza, un requisito fondamentale per le funzionalità più avanzate come l’ANC/RNC e l’ICC. Nei prossimi paragrafi analizzeremo, mettendole a confronto, le principali caratteristiche offerte dai tre principali standard audio per applicazioni automotive. [...]

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