차량용 오디오 프로세서와 지원 부품의 진화

오디오는 OEM 사이에서 계속 차별화 요소가 되고 있습니다. 실제로 대부분의 OEM은 프리미엄 브랜드 사운드 시스템, 브랜드 몰입형 서라운드 사운드 기능, 추가 미드 레인지 스피커 및 서브우퍼와 같은 스톡 사운드 시스템을 추가하거나 교체하는 패키지를 제공합니다. 최근에 자동차를 구매했다면 현재 사용 가능한 모델의 오디오 옵션 범위에 익숙할 것입니다.

기존에는 프리미엄 차량용오디오 시스템의 디지털 증폭기는 별도의 MCU, 디지털 신호 프로세서(DSP) 및 네트워킹 IC(집적 회로)를 사용하여 오디오 프로세싱을 위한 분산 아키텍처를 통해 설계되었습니다. 이 개별 접근 방식은 설계 유연성을 제공하기도 하지만 시스템 복잡성, 비용 및 크기도 증가시킵니다. 홈 시어터와 유사한 환경을 위한 몰입형 서라운드 사운드 및 도로 잡음 제거(RNC)를 추가하는 동시에 연료 및 에너지 효율을 동시에 최적화하려면 부품 수, 오디오 채널 및 소프트웨어 유형이 증가해야 합니다. 그림 1에서는 서라운드 사운드를 위한 여러 스피커와 RNC용 마이크가 있는 현대식 차량의 오디오 시스템의 예를 보여줍니다.

임베디드 프로세서에서의 높은 수준의 디바이스 통합은 오디오 시스템 설계를 능률화하는데 도움이 되고 있습니다. 예를 들어 AM62D-Q1 프로세서 및 AM275x-Q1 MCU의 고집적 차량용 SoC는 단일 장치에 외부 기능 안전, 보안 요구 사항 및 오디오 네트워킹 요구 사항을 달성하는 데 도움이 되도록 설계된 TI의 C7x DSP 코어, 메모리 및 부품을 갖추고 있습니다.

또한 단일 칩 프로세싱 플랫폼은 하드웨어 및 소프트웨어 관점에서 확장성을 단순화합니다. 이러한 MCU 및 프로세서 제품군에는 핀 대 핀 호환 옵션이 포함되어 있고 설계 전반에 걸쳐 코드 재사용이 가능하기 때문입니다.

차량 안전 관점에서 이러한 장치는 배터리 전기 자동차의 엔진 사운드 합성 또는 음향 차량 경고 시스템과 같은 사운드 합성 시스템의 설계를 간소화하여 차량 외부의 오디오 성능을 높이는 데 도움이 됩니다. 이러한 시스템은 차량 외부의 보행자가 들을 수 있는 외부 스피커에서 사운드를 방출하고 차량 내에서 엔진 소음을 재현하는 사운드를 방출하여 차량 안전을 향상시킵니다.

각 C7x DSP 코어에는 기존 스칼라 기반 오디오 DSP보다 최대 4배 높은 처리 성능을 위해 단일 사이클 L2 메모리 캐시(최대 2.25MB에 액세스 가능)가 포함되어 있으며, 매트릭스 곱셈 가속기와 페어링되어 온칩 신경 처리 장치(NPU)를 구성합니다. 이 아키텍처는 기존 및 에지 AI 기반 오디오 알고리즘을 모두 처리할 수 있어 여러 프리미엄 오디오 기능에 대한 단일 칩 지원을 가능하게 합니다.

또한 이러한 고급 오디오 기능은 하나의 인덕터(1L) 변조 기술, 아날로그-디지털 컨버터, TPS65224-Q1과 같은 전력 관리 집적 회로(PMIC)와 같은 TAS6754-Q1과 같은 성능 오디오 증폭기와의 호환성을 유지하는 데 도움이 되며, 현대 차량의 오디오 신호 체인을 완성합니다. 그림 2에서는 TI 임베디드 프로세서, 아날로그 및 전원 IC가 있는 프리미엄 오디오 시스템의 블록 다이어그램을 보여줍니다.

차량용 오디오 프로세서의 발전과 마찬가지로 TPS65224-Q1과 같은 PMIC의 높은 수준의 통합은 설계자가 시스템의 프로세서를 완벽하게 활용하여 OEM 및 궁극적으로 소비자 기대치를 충족하는 확장 가능하고, 작고 안정적인 차량용 오디오 시스템을 만드는 데 도움이 되고, 시스템 수준에서 전반적인 BOM 비용과 크기를 줄이는 데 도움이 되고 있습니다. 또한 이러한 장치는 통합된 기능 안전 기능을 갖추고 있어 시스템 수준에서 ASIL-B를 달성합니다.

결론

DSP 기능을 갖춘 고집적 오디오 프로세서는 몰입형 사운드, ANC 및 맞춤형 오디오 기능을 갖춘 차세대 프리미엄 차량용 오디오 시스템을 가능하게 합니다. 그러나 이러한 프로세서의 잠재력을 최대한 실현하려면 최적화된 임베디드 소프트웨어 아키텍처 및 개발 프로세스가 필요합니다.

차량용 시스템 엔지니어는 DSP 소프트웨어 아키텍처, 오디오 프레임워크, 튜닝 툴 및 소프트웨어 재사용과 같은 요소를 고려함으로써 고급 오디오 실리콘의 기능을 활용하는 동시에 차량 내 시스템 통합의 복잡성을 관리할 수 있습니다. 프리미엄 오디오에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 하드웨어와 소프트웨어 혁신에 중점을 두는 것이 오토모티브 시장에서 경쟁력을 유지할 주요 요소가 될 것입니다.

추가 리소스

• 기술 문서, " 클래스 D 증폭기 1L 변조로 차량용 오디오 시스템 설계 축소."

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