从产品方案中如何处理汽车驾驶舱中“欲拒还迎”的噪声？

What？主动增加噪声？对电动汽车可以有！

生活中很多事情也总是可以从相反的两面去看，给我们生活造成不少干扰的噪声，一样也有正反两面的意义。噪声成为现代城市人的健康杀手之一，而有时候，噪声也是人们的“朋友”——日益受欢迎的电动汽车几乎没有发动机的噪声，在路面上行驶时很难被行人察觉，从而增加了不少安全隐患。为此，越来越多的整车厂人为增加模拟的发动机声音，实现行人安全提醒。

ADI公司就推出了一款嵌入式系统，用于为电动(EV)和混合动力汽车(HEV)产生发动机声音。通过采用ADSP-BF706数字信号处理器和电动汽车警示音系统(EVWSS)固件，汽车制造商能够满足电动和混合动力汽车低速行驶时对外部发动机声音的未来安全规范要求。事实上，不仅外部行人需要发动机噪声来起到警示效果，通过在驾驶舱产生适当的发动机噪声也有助于改善车主的驾驶体验。

ADI解决方案包含完整的硬件和固件参考设计。利用ADSP-BF706或 ADAU1450 数字音频处理器扩展后，分别可用于高性能应用或入门级应用。ADSP-BF706采用存储器映射四通道SPI存储器，能够更快速、更便捷地访问存储的用于产生发动机声音的音频文件。它最多可以同时访问24个WAV文件，而传统产品一般只能访问五个。

抑制噪声提高驾乘体验，驾驶舱路噪消除不简单

过去两年，主动降噪功能成为耳机产品热卖助推器，降噪功能一开世界瞬间静下来的体验让消费者乐得掏腰包。而对于“移动的家”，汽车驾乘体验就饱受噪声影响，噪声体验成为新车购买决策的影响因素之一。近年来随着ANC（主动降噪）技术的成熟，主动降噪功能近两年获得汽车厂商的关注。

前不久，ADI公司宣布与现代汽车公司合作推出业界首个全数字路噪降噪系统。无独有偶，在媒体的公开报道中，BOSE也推出了这项汽车“黑科技”——降低胎噪的主动降噪技术。有意思的是，披露出来的信息显示，这两个业界知名企业的相关设计中都采用了ADI汽车音频总线(A2B)技术。

降噪的原理很简单：空气传播的声音都是震动的波，有波峰和波谷，那么只要侦测到波峰波谷，主动的发出与波峰波谷相反的声音，就可以做到正负抵消掉声音的波。然而，汽车降噪方案中音频处理并非关键，因为耳机的降噪方法不能直接推广到汽车上。与耳机的声学模型不同，人在车中坐、声从路上来，汽车路噪降噪需要对外部噪声采样，对部署于汽车底盘或轮毂上的振动传感器或麦克风采集机的数据处理和延迟提出了挑战，如果传输延迟长、处理速度慢，就“悲剧”了——没等降噪声波抵达产生抵消的效果，噪声声波已经进入乘客耳膜了。考虑到道路或发动机噪音到达乘客只需要大约 0.009 秒，当前汽车总线传输技术有点鞭长莫及。

由于A2B针对音频应用进行优化，速度为50Mbps，非常适合数字麦克风。而非常重要的是，A2B可以保证延时最多2个时钟周期，从而为ANC/RNC这样的延时敏感型应用提供了时间确定性。A2B技术提供的超低确定性延迟特性，A2B技术提供同步数据交换，保证最大延迟低于50 µs，为0.009秒的声音传播条件下的噪声消除创造了必要条件。从媒体公开的现代汽车的相关数据显示，由于其计算和信号传输速度得到了优化，仅需 0.002 秒即可分析噪声并产生由数字信号处理器产生的反向声波。传感器不断监视道路噪音状态，并将信息发送到数字信号处理器。全数字路噪降噪系统能够进行准确的噪声分析和快速计算，确保及时消除驾驶员、乘客和后排各个座椅位置的道路噪声。

本文小结

有意思的是，上面提到的两个与噪声的解决方案核心芯片均不是“为噪声而生”，ADI公司的ADSP-BF706或 ADAU1450 数字音频处理器其实早被广泛应用于传统的音频系统中了。两年前在传统音频方案中通过增加数字信号处理器和电动汽车警示音系统(EVWSS)固件，采用ADI公司的 Sigma Studio集成开发环境 (IDE)，OEM可在使用ADAU1450时灵活调整声音。因此，方案现成而简单，即便编程经验极少的音响师也能够优化音频性能，缩短开发时间。

ADI公司的A2B总线系列产品的初衷则是为消减"复杂度、重量，以及附加成本而设计的。而A2B技术提供同步数据交换，保证最大延迟低于50 µs的特点，在汽车降噪延迟特性要求严格的路噪降噪应用中获得新的应用“发掘”。同样的特性，A2B也在远程会议系统获得应用，利用A2B技术提供的超低确定性延迟特性，所涉及的麦克风数量、可用的处理能力和系统中的延迟都会影响波束成形实现的有效性。A2B总线确定的延迟特性为路噪主动降噪提供了可能，也为汽车减少被动降噪的成本提供了空间，为提高驾乘体验提供了新的思路。