近年来，随着汽车采用新的信息娱乐技术和先进的驾驶员辅助系统，以及采用多种传感器测量不同数据，汽车内部的电子系统数量增加，复杂性也达到了新高度。另一方面，为了应对环保、安全和成本挑战，车厂又不得不被迫做“减法”——削减汽车重量、削减附加成本，降低油耗。加减之间，推动自动驾驶汽车发展的关键因素，但对车内通信总线技术而言也是一个巨大挑战。

特别是高清多摄像头系统的采用，这种系统适用于停车辅助系统、360°视觉系统、雷达和激光雷达，能够帮助增强驾驶员辅助系统。这些系统能够共存是推动自动驾驶汽车发展的关键因素，但对任何通信总线来说都是一个难题。自动驾驶推动着总线性能不断提高，未来有望实现千兆网络连接。如何迎接智能化趋势下的总线变革需求呢？作为业界领先的高性能半导体企业，亚德诺半导体（ADI）在这个领域有多年的探索，在A2B总线、GMSL和汽车以太网都有大量的技术研发和实践，本文从这三个维度看看汽车数据总线如何升级为智能化趋势铺路。

赋能座舱智能化，音频总线不再限于音乐

传统汽车，音频在汽车中的应用几乎等价于音乐，而今天音频在汽车中的应用已经非常广泛化，例如语音智慧人车互动界面就是普遍化的应用。今天，通过座舱双 MIC 或者 4MIC 技术，结合人声分离技术实现车内多音区多路语音识别，让车内每个用户都能享受出行乐趣的重点，结合声源定位、盲源分离和降噪算法，能够实现对不同位置乘客的语音指令的精准区分和识别，快速响应乘客对于车辆设置、导航、音乐、视频等多种需求，让车内交互更加方便快捷。此外，噪声消除、车载卡拉OK功能等，音频应用越来越丰富，而这为传统总线带来挑战。

汽车音频总线(A2B®)是ADI推出的一项创新技术，支持串联拓扑，即单个主机最多连接10个菊花链形式的从机。A2B针对音频应用进行优化，速度为50Mbps。通过使用非屏蔽双绞线(UTP)，大幅简化连接，线束的总重量减少高达75%。节点之间的距离可达15米，最大网络长度为40米。同样的UTP传输电源（幻象供电）最高可达300mA，非常当前座舱智能化趋势下大量采用的数字麦克风。

若在主节点提供的供电功率分配不足时，可以由本地电源为从机节点供电。总线支持双向通信，主机至从机、从机至主机，最多可32个通道下行和上行（12、16、24位）。最重要的是，可以保证延时最多2个时钟周期，为ANC/RNC这样的延时敏感型应用提供确定性。A2B总线可以传输I2C消息，支持在从机节点上远距离配置ADC/DAC等外设。

A2B收发器（AD2428, AD2427, and AD2426）提供I2S和PDM接口。I2S接口通常用于连接ADC和DAC，数字麦克风则通常使用PDM。在首款应用新闻中提及使用A2B技术能够将音频和控制数据连同时钟和供电通过一条非屏蔽双绞线传输，支持实现技术先进、功能丰富的车载信息娱乐系统，同时降低连线密集型汽车应用的系统成本。像AD2410收发器、AD2401和AD2402收发器，这些产品针对麦克风连接做过专门调整，特别适合主动噪声消除、免提和车内通信等应用。

汽车应用的一个重要问题是电磁兼容性(EMC/EMI)。A2B通过了最严格的汽车EMC和EMI测试（仅使用双线UTP电缆）。RNC应用要求加速度计和麦克风分布在汽车内部周围。使用模拟链路的成本非常高昂，因为需要额外部署电路（模数转换器）、电缆和连接器。A2B技术采用新型音频源和传感器，简化了这个架构。

A2B技术简化的车内音频系统线缆。

迈向智能化新时代，GMSL技术为高速数据传输铺平道路

目前，行业巨头一直在努力推进自动驾驶技术的完善与普及，包括中国厂商在内的一些汽车企业也开始进行行驶试验。越来越多的高级系统采用视频处理算法并利用多个视频摄像头来提供更高精度的事件检测和驾驶报警，视觉系统将成为关键的基础技术。在这一趋势下，为ADAS系统选择合适的高速SerDes方案就变得非常重要，而ADI的GMSL SerDes技术能够满足未来系统的所有需求。

吉比特多媒体串行链路(GMSL)串行器和解串器(SerDes)全面支持未来汽车信息娱乐系统和高级驾驶辅助系统(ADAS)要求的宽带、复杂互连和数据完整性。从摄像头的超低功耗要求、到传感器数据汇聚的宽带要求，GMSL SerDes能够满足未来系统的所有需求。先进的链路完整性和诊断功能提供可靠的链路性能监测——这对汽车安全系统的设计至关重要。GMSL串行器和解串器支持长达15m的屏蔽双绞线(STP)或同轴电缆传输，满足汽车行业最苛刻的电磁兼容(EMC)要求。

3.12Gbps GMSL解串器MAX9282A功能框图

在处理应用领域，对于自动驾驶、高级驾驶辅助系统、信息娱乐系统和V2V通信，车辆需要收集、分析和共享数据。这就使高速串行器/解串器线驱动器和接收器成为了关键所在，以承载支持车载视频、音频和通信的数据流。GMSL传输高清视频、音频、控制信息和吉比特以太网。与以太网相比，GMSL技术速度更快，且布线成本更低。

在路上的车载以太网汽车数据总线

以太网是非常流行的网络技术，拥有庞大的生态系统。然而，到目前为止，它在汽车领域的应用非常有限，仅限于诊断、车载信息娱乐系统和高带宽传感器连接等。虽然在雷达和激光雷达等新技术不断涌现且对带宽产生巨大需求时，以太网可能能够满足这些带宽需求，但仍有几个方面限制了它在汽车上的应用。

基本的PoDL架构：通过同样的差分通道传输数据和提供电源。

用于100-Base-TX的传统以太网电缆都是基于两个差分线对，通过变压器进行隔离，对于汽车应用而言太过昂贵。此外，5类电缆不能满足汽车EMI标准，因此，100-Base-TX以太网除了进行诊断和固件更新，并不能用于车内通信。

对于车对车(V2V)或车对万物(V2X)通信，车内数据传输必须支持同步、流量控制和固定延迟。以太网无法提供这类支持，除非采用新协议栈。为了满足关于重量、EMI和成本的要求，电气与电子工程师协会(IEEE)制定了一项新标准，即802.3bw，也被称为100-Base-T1。IEEE802.3bw是基于双向UTP电缆的100Mbps标准，满足严格的汽车电磁辐射标准。它利用叠加、特定编码和加扰等原理降低EMI。使用非屏蔽双线电缆代替传统的5类电缆时，成本和重量都更低。以太网供电(PoE)等技术在传输数据的同时供电，共用相同的电缆。但是，PoE提供电源至少要用到两个线对，与减少电缆数量的要求背道而驰。

不间断的高速网络连接是在未来的汽车中实现高度数字化的关键。ADI公司新推出的Ethernet-to-the-Edge总线(E2B)使用新型汽车以太网10BASE-T1S技术，支持传感器和执行器实现以太网-边缘设备连接。这有助于大幅节省电缆成本，显著减少ECU的数量，并且支持通过无线更新部署新功能和增强功能。