電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李誠）環(huán)保意識的提升和政策的調(diào)控，驅(qū)動了能源架構的轉(zhuǎn)型，加速了汽車電氣化的發(fā)展進程，電機取代內(nèi)燃機已成為必然事件。汽車電氣化在按下了“碳中和”加速鍵的同時，似乎也按下了內(nèi)燃機的靜音鍵。

電動汽車無論在環(huán)保還是燃料成本方面，與傳統(tǒng)燃油車相比有著巨大的競爭優(yōu)勢。同時，動力系統(tǒng)由內(nèi)燃機向電機的轉(zhuǎn)變，沒有了引擎的轟鳴聲，使得汽車的加速略顯蒼白無力，不僅降低了駕駛體驗，還因為當時速低于19mph時，電機驅(qū)動過于安靜，車輛發(fā)出的聲響難以察覺，對行人尤其是視障人士，存在著較大的安全隱患。因此，越來越多的有關部門和個人開始關注這一問題，尋求合理的解決良策。

有關部門出臺相關政策，汽車廠商積極部署

據(jù)美國國家公路交通安全管理局調(diào)查結果顯示，僅在美國本土，每年有將近兩千多人因電動汽車過于安靜，無法及時察覺電動汽車的行車動向而導致交通事故的發(fā)生。電動汽車也因為為安靜的特性，成為了道路上無法察覺的“殺手”，這一安全問題也引起了美國政府的高度關注，并頒布了相關條例，要求在2020年9月1日起，美國境內(nèi)的所有電池汽車在出廠前必須配備聲浪模擬器，電動汽車在低速行駛狀態(tài)下必須發(fā)出警示聲或發(fā)動機聲，以保證在行駛過程中能夠有效地引起行人的警覺，進而降低交通事故的發(fā)生率。并且，這一條例的落地，有望降低至少2.5億美元的經(jīng)濟損失。

其實，在該項條例頒布以前就已經(jīng)有不少汽車廠商在新車型中引入了引擎聲浪模擬系統(tǒng)，例如秉承以人為本造車理念的寶馬，在2019年就正式啟動了“BMW電動車聲浪模擬”項目，試圖通過這一方式來保障行人的安全，并為駕駛員創(chuàng)造更獨特的電動汽車駕駛樂趣。

圖源：寶馬

作為電動汽車領導者的特斯拉在2019年時也引入了外置擴音器，允許車輛在行駛的過程中，通過模擬燃油車發(fā)動機的聲音，警示行人。

超跑是無數(shù)男同胞的終極夢想，不論是那炫酷的外觀，還是百公里加速令人腎上腺素爆表的聲浪，令不少男同胞為此癡迷。不過汽車電氣化已成為不可逆轉(zhuǎn)的主流發(fā)展趨勢，作為超跑廠商的保時捷為了不讓大家因此遺憾，特地注冊了汽車聲浪模擬的專利，該專利主要是在原本屬于燃油車排氣管的位置構建出一個非真正意義上的排氣管，并將揚聲器放置在“排氣管”內(nèi)部，實現(xiàn)模擬燃油車聲浪模擬的目的，以此為電動超跑注入“靈魂”。

為電動汽車注入“靈魂”的不僅僅只有汽車廠商，汽車產(chǎn)業(yè)上游的芯片廠商也推出了不同的解決方案，為終端應用廠商提供選擇，例如ADI基于Blackfin的解決方案、基于SigmaDSP的解決方案，以及TI在虛擬引擎聲浪系統(tǒng)方面也有相關的應用。

ADI基于Blackfin的解決方案

ADI在汽車聲浪模擬方面共推出了兩款不同的解決方案，本文講解的是基于Blackfin的解決方案。該方案是在ADSP-BF706平臺上實現(xiàn)的，通過數(shù)字信號處理器構建電動汽車聲浪預警系統(tǒng)，以滿足全球各地區(qū)電動汽車低速行駛的發(fā)動機聲音安全法規(guī)。

基于Blackfin的聲浪模擬系統(tǒng)拓撲 圖源：ADI

該方案采用的是ADSP-BF706 DSP芯片作為該系統(tǒng)的核心，通過CAN總線實現(xiàn)單芯片控制系統(tǒng)。ADI為提高聲浪模擬系統(tǒng)模擬的音效與現(xiàn)實內(nèi)燃機引擎聲的相似度，為ADSP-BF706配備了4個存儲器映射SPI接口，通過這4個SPI接口，能夠快速便捷的訪問經(jīng)過相位調(diào)制和頻率調(diào)制過的25個WAV音頻文件，而傳統(tǒng)的產(chǎn)品最多只能同時訪問5個WAV音頻文件。頻率調(diào)制和相位調(diào)制的目的是根據(jù)當前車輛情況，通過調(diào)制信號音與聲調(diào)的大小來輸出內(nèi)燃機進氣、壓縮、做功（膨脹）和排氣的相關音頻?？稍L問數(shù)量的增加，以及音頻信號的調(diào)制，極大地提高模擬音浪與真實音浪的相似性。

同時，為了1:1的還原汽車在加、減速過程中的聲音變化效果，ADI還為其內(nèi)置了16倍的音量調(diào)整功能。通過CAN總線實時讀取當前車輛的行駛速度，然后ADSP-BF706根據(jù)當前速度變化對輸出音量做出升高或降低的調(diào)整，實現(xiàn)動態(tài)控制音量的目的，為電動汽車駕駛員提供更真實的駕駛體驗。

TI電動汽車聲浪模擬系統(tǒng)

TI共推出了兩款可用于電動汽車聲浪模擬系統(tǒng)的處理器芯片，分別為DRA714和DRA710，他們之間的不同之處在于DRA714多了一個DSP功能，通過DSP能夠結合音效算法，模擬出更逼真的音頻效果。

汽車聲浪模擬系統(tǒng)拓撲 圖源：TI

本小節(jié)主要對DRA714主控芯片進行介紹，DRA714是一款基于ARM架構具備DSP的影音娛樂處理器。DRA714通過CAN收發(fā)器可以讀取當前汽車的實時運行數(shù)據(jù)，將反饋回來的數(shù)據(jù)
在DRA714內(nèi)結合已有的音頻文件或通過SPI接頭調(diào)取外部存儲的音頻文件，輸出與當前汽車運行狀態(tài)匹配的音頻，然后通過I2S接口與DAC連接，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號并與喇叭連接，實現(xiàn)自適應的內(nèi)燃機聲浪模擬效果。

結語

在萬物皆可“碳中和”的時代，在未來幾十年后電機取代內(nèi)燃機已是必然的結果，但安靜的電動汽車對于行人或其他動物來說未必是一件好事，潛藏著較大的安全風險。同時，對于內(nèi)燃機愛好者來說，沒有了發(fā)動機低沉的轟鳴聲，大大地降低了駕駛體驗。汽車聲浪模擬系統(tǒng)的引入不僅能為行人提供有效的預警，還增加了轟油門帶來的駕駛樂趣。