Autojen äänijärjestelmät ovat kokemassa arkkitehtuurimuutoksen, kun audiosignaalin siirto siirtyy erillisistä kaapeloinneista auton Ethernet-verkkoon. STMicroelectronics esittelee ratkaisua, jossa sama verkko hoitaa sekä ohjauksen, diagnostiikan että korkealaatuisen audion ilman erillisiä audioväyliä.
Perinteisesti auton audio on kulkenut dedikoiduissa järjestelmissä, kuten Automotive Audio Bus (A2B) -väylässä. Syynä on ollut äänen erittäin tiukka ajoitusvaatimus. Jo noin viiden millisekunnin viive-ero kaiuttimien välillä riittää siirtämään äänen kuuntelijan mielessä väärään suuntaan, ja kahden millisekunnin heitto voi rikkoa koko stereokuvan. Vielä kriittisempi tekijä on jitter eli viiveen vaihtelu, sillä jo mikrosekuntien heilahtelu aiheuttaa vaihevirheitä ja heikentää äänenlaatua selvästi.
Tämä selittää, miksi tavallinen Ethernet ei ole aiemmin soveltunut audion siirtoon. Verkkoliikenteessä paketit voivat viivästyä muun datan takia, eikä ajoitus ole deterministinen. ST:n mukaan tämä rajoite voidaan nyt ylittää viemällä ääni suoraan Ethernetiin.
Yhtiön Stellar G6 -autopiiri tuo audiolle laitteistotason tuen Time-Sensitive Networking -tekniikalle, joka varaa verkosta aikakriittiselle datalle omat siirtoikkunansa ja synkronoi koko järjestelmän yhteiseen kelloon. Näin audiodata saapuu täsmälleen oikeaan aikaan ilman vaihtelua.
Ratkaisun ytimessä on myös erillinen Media Clock Recovery -lohko, joka palauttaa audion kellon suoraan Ethernet-virrasta ilman ohjelmistopohjaista PLL:ää. Tällä saavutetaan käytännössä nollajitterinen kellosignaali, mikä on edellytys korkealaatuiselle toistolle ja esimerkiksi aktiiviselle melunvaimennukselle, jossa signaalin on käännyttävä ja toistuttava lähes reaaliajassa.
Yhtiö on kehittänyt ratkaisua yhdessä AutoCore -yhtiön kanssa. Yhteinen demonstraatio on saavuttanut alle kahden millisekunnin päästä päähän -viiveen, mikä riittää jo vaativiin sovelluksiin kuten reaaliaikaiseen melunvaimennukseen.
Siirtymä Ethernetiin liittyy laajempaan muutokseen, jossa autot muuttuvat ohjelmistomääritellyiksi järjestelmiksi. Uusissa zonal-arkkitehtuureissa laskentaa siirretään keskitetystä pääyksiköstä auton eri alueille, lähemmäs kaiuttimia ja mikrofoneja. Tämä mahdollistaa esimerkiksi istuinkohtaisen melunvaimennuksen ja yksilölliset äänialueet matkustajille.
Taloudellinen ajuri on yhtä merkittävä kuin tekninen. Kun erilliset audiokaapelit ja liitäntäpiirit voidaan poistaa, auton johtosarjan kustannus laskee. ST arvioi säästön olevan noin 70 dollaria ajoneuvoa kohden.
Kuvassa ST:n demo Nürnbergin Embedded Worldissa.
