A²B^?總線是一種高帶寬雙向數(shù)字總線，最初用于解決汽車應(yīng)用中的音頻分配挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的汽車音頻網(wǎng)絡(luò)一般使用多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模擬連接。A²B技術(shù)可以解決許多與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模擬連接相關(guān)的挑戰(zhàn)，包括電纜重量、電纜成本、布線難題，以及多個(gè)連接的可靠性。它有助于通過非屏蔽雙絞線（UTP）電纜和連接器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在分布式多節(jié)點(diǎn)音頻系統(tǒng)中傳輸完全同步的音頻數(shù)據(jù)（I2S / TDM / PDM）和控制數(shù)據(jù)（I2C）。A²B技術(shù)支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、菊花鏈和分支網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/div>

每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和多達(dá)10個(gè)從節(jié)點(diǎn)組成。主節(jié)點(diǎn)包含一個(gè)連接至主機(jī)處理器的A²B收發(fā)器，該收發(fā)器可以將音頻、控制數(shù)據(jù) (I²C數(shù)據(jù)) 發(fā)送至A²B總線。從節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜度各不相同（從具備強(qiáng)大處理能力的優(yōu)質(zhì)放大器到總線供電的麥克風(fēng)節(jié)點(diǎn)），都可用A²B收發(fā)器連接，例如麥克風(fēng)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、揚(yáng)聲器、傳感器（例如加速度計(jì)），或者D類放大器。主從收發(fā)器器件都支持多種功能，例如支持時(shí)分多路復(fù)用(TDM)和脈沖密度調(diào)制(PDM)麥克風(fēng)輸入。A²B收發(fā)器衍生出來的簡(jiǎn)化產(chǎn)品具備各種級(jí)別的功能，例如端點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)（不支持TDM）、簡(jiǎn)化型主節(jié)點(diǎn)（支持較短的電纜和更少的從節(jié)點(diǎn)數(shù)量），以及簡(jiǎn)化型端點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)（支持較短電纜和更少的PDM輸入）。

圖1.A²B架構(gòu)示例

載人車輛（例如公共汽車、飛機(jī)和火車）構(gòu)成了運(yùn)輸業(yè)的另一個(gè)重要領(lǐng)域，這些車輛現(xiàn)在也可以利用A²B技術(shù)的功能。車輛中連接的分布音頻組件明顯可采用A²B器件，例如使用經(jīng)濟(jì)高效地輕型UTP電纜來實(shí)現(xiàn)分布式揚(yáng)聲器的高效連接。但是，還存在許多更微妙的用例！A²B器件可支持網(wǎng)絡(luò)上多達(dá)32個(gè)下游音頻（從主節(jié)點(diǎn)到從節(jié)點(diǎn)）和上游音頻（從從節(jié)點(diǎn)到主節(jié)點(diǎn)）通道，有助于在單個(gè)系統(tǒng)中分配包含不同音頻內(nèi)容的多個(gè)通道。這個(gè)特性可以用在旅游車上，用于分配各種類型的音樂，或者分配各種語言的導(dǎo)游指南。

，A²B技術(shù)并不會(huì)直接與其競(jìng)爭(zhēng)。相反，A²B技術(shù)可以被視為一種互補(bǔ)技術(shù)，非常適合在主干網(wǎng)絡(luò)和外圍設(shè)備（例如麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器等）之間提供邊緣連接。

A²B總線設(shè)計(jì)的初衷，就是盡可能減少整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的處理要求。在系統(tǒng)初始化期間，A²B主節(jié)點(diǎn)上的收發(fā)器必須配置A²B網(wǎng)絡(luò)，這是主機(jī)控制器（可以是任何帶I²C接口的IC/SoC）應(yīng)承擔(dān)的工作。

A²B技術(shù)的最低節(jié)點(diǎn)處理要求，以及通過電纜供電的能力，非常適合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中需要高度簡(jiǎn)化從節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的應(yīng)用。錄音棚環(huán)境中的幾種應(yīng)用可以利用這種支持實(shí)現(xiàn)由總線供電的簡(jiǎn)單節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，例如對(duì)講揚(yáng)聲器或拾音器。將總線供電節(jié)點(diǎn)和本地供電節(jié)點(diǎn)結(jié)合起來，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以利用A²B技術(shù)提供的24位、96 kHz數(shù)字音頻路徑創(chuàng)建復(fù)雜的錄音棚設(shè)計(jì)。A2B總線的電纜長(zhǎng)度是錄音棚或小舞臺(tái)環(huán)境可以利用的另一個(gè)特性。小舞臺(tái)環(huán)境可以利用這種靈活性來連接各種元件，例如調(diào)音臺(tái)、監(jiān)控器、麥克風(fēng)、均衡器或放大器。
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圖3.A²B軟件堆棧架構(gòu)

A²B總線支持長(zhǎng)電纜長(zhǎng)度，如今以遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)為核心的會(huì)議室也可以利用A2B總線支持長(zhǎng)電纜長(zhǎng)度這一特性。遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)需要連接各種元件，例如麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器和靜音按鈕。在實(shí)現(xiàn)波束成形麥克風(fēng)解決方案時(shí)，遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)還可以利用A²B技術(shù)提供的超低確定性延遲特性。所涉及的麥克風(fēng)數(shù)量、可用的處理能力和系統(tǒng)中的延遲都會(huì)影響波束成形實(shí)現(xiàn)的有效性。A²B技術(shù)提供同步數(shù)據(jù)交換，保證最大延遲低于50 μs。A²B總線提供的GPIO支持也可用于遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)中，用于傳送任何輔助信號(hào)，例如靜音控制按鈕、呼叫中或靜音狀態(tài)指示器。
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圖2.利用A²B實(shí)現(xiàn)邊緣連接

實(shí)踐證明，A²B技術(shù)在汽車環(huán)境中具備可靠的EMI/EMC兼容性，對(duì)于那些需要在具有挑戰(zhàn)性的EMC環(huán)境中安全傳輸音頻和非關(guān)鍵數(shù)據(jù)的應(yīng)用來說，這是一個(gè)非常有吸引力的技術(shù)選項(xiàng)。A²B總線符合嚴(yán)格的汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)，包括排放、抗干擾性和ESD要求等，非常適合航空電子和航空航天應(yīng)用。可以通過與基本設(shè)計(jì)準(zhǔn)則保持一致，并遵循參考設(shè)計(jì)，來確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合規(guī)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖4.A²B評(píng)估系統(tǒng)樣片

除了前面提到的參考軟件堆棧架構(gòu)，A²B技術(shù)也受ADI備受行業(yè)贊譽(yù)的開發(fā)工具SigmaStudio^?支持。SigmaStudio是一款設(shè)計(jì)工具，可以通過拖放A²B節(jié)點(diǎn)和輔助器件、節(jié)點(diǎn)配置、誤碼率分析、帶寬計(jì)算和功率計(jì)算來支持A²B設(shè)計(jì)過程-網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的各個(gè)方面。SigmaStudio獲取配置數(shù)據(jù)，并生成通用的.c和.h文件，以集成到軟件堆棧中。
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圖5.SigmaStudio網(wǎng)絡(luò)配置工具

測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商（包括Mentor和Total Phase等）也是A²B總線生態(tài)系統(tǒng)的組成部分，主要提供A²B分析儀和監(jiān)控器等產(chǎn)品。A²B分析儀可以模擬A²B網(wǎng)絡(luò)中的主節(jié)點(diǎn)或從節(jié)點(diǎn)，這在設(shè)計(jì)和創(chuàng)建A²B網(wǎng)絡(luò)的原型時(shí)會(huì)很有幫助。A²B監(jiān)控器可作為A²B網(wǎng)絡(luò)上的無源節(jié)點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)通過該節(jié)點(diǎn)的所有A²B音頻和數(shù)據(jù)，同時(shí)支持輸入和輸出音頻。這些工具可以幫助客戶縮短上市時(shí)間和降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度。它們還可以在項(xiàng)目發(fā)布之前和之后加快調(diào)試和分析解決問題。A²B技術(shù)擁有多家第三方設(shè)計(jì)服務(wù)合作伙伴，他們已多次將A²B設(shè)計(jì)成功推向市場(chǎng)。這些合作伙伴提供硬件模塊、定制硬件和軟件設(shè)計(jì)支持等一系列服務(wù)。

目前面向廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用推出了5款通用型A²B收發(fā)器，其中兩款為主器件，剩余三款為從器件。5款通用收發(fā)器包括超集組件和子集組件，以及一款經(jīng)過優(yōu)化的端點(diǎn)從器件。支持的5款通用器件概覽如表1所示。
表1.面向廣泛市場(chǎng)應(yīng)用的A²B器件

A²B總線由ADI提供的一系列產(chǎn)品評(píng)估板提供支持，涵蓋各類A²B器件。第三方設(shè)計(jì)服務(wù)團(tuán)隊(duì)提供的其他A²B板進(jìn)一步實(shí)施補(bǔ)充。
表2.面向廣泛市場(chǎng)應(yīng)用的A²B評(píng)估板

如需了解A²B產(chǎn)品，以及更多與A²B應(yīng)用相關(guān)的信息，請(qǐng)?jiān)L問analog.com/a2b。
作者簡(jiǎn)介