CN116916220A - 一种基于a2b的可扩展外置数字功放系统及扩展方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载多媒体技术领域，提供一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统及扩展方法，包括至少一个第一功放单元、至少一个第二功放单元，所述第一功放单元与所述第二功放单元间隔连接；基于用户的使用需求，设置了第一功放单元、第二功放单元这不同的两组外置功放模块，其中第一功放单元具备音频播放、数据处理、数据传输功能，第二功放单元具备音频播放功能和数据传输功能；进而利用第一功放单元可以兼容主节点、从节点的特性，通过间隔连接第一功放单元、第二功放单元，以在实现扬声器通道数量的自定义选择的同时，保证对输出音频的可控制。

Description

一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统及扩展方法

技术领域

本发明涉及车载多媒体技术领域，尤其涉及一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统及扩展方法。

背景技术

随着智能汽车时代的到来，整车音效越来越被重视。为了给乘客带来好的音响体验，多声道多扬声器的外置功放系统被越来越多的车厂采用。

A2B(Automotive Audio Bus，汽车音频总线)是ADI(Analog Devices)公司推出的一种为汽车提供高保真度音响的数字网络化技术。A2B可实现理论最大50Mbps带宽且双向传输多达32个通道的汽车数字音频总线技术，其不仅性能卓越，而且线路简化显著并且软件设计更为简单。A2B总线通常以菊花链顺序连接于不同应用的多个远程传感器，大大减少了冗余线缆，同时还能向菊花链中的其他器件供电，从而无需本地电源，使得系统总成本进一步降低。A2B总线技术不仅应用在汽车数字音频领域，而且也普遍应用于其它工业领域。

目前的外置功放系统在车厂批量生产时，已经固定好扬声器通道数量，无法自由选择。该局限性无法满足不同用户对不同音效的需求，无法让用户获得更好的音效体验。

发明内容

本发明提供一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统及扩展方法，解决了现有的车载外置功放系统扬声器通道数量固定无法根据用户需求自由选择的技术问题。

为解决以上技术问题，本发明提供一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统，包括至少一个第一功放单元、至少一个第二功放单元，所述第一功放单元与所述第二功放单元间隔连接；

所述第一功放单元作为主节点时，用于接收音频通道数据和调音命令并将其发送至后端的所述第二功放单元，并根据所述音频通道数据和调音命令选择对应的扬声器通道进行音频播放；

所述第二功放单元作为从节点，通过A2B数据传输从所述主节点中获取所述调音命令选择对应的扬声器通道，并获取所述音频通道数据并进行音频播放；

所述第一功放单元作为从节点时，通过A2B数据传输从前端的所述第二功放单元中获取音频通道数据和调音命令，并根据所述音频通道数据和调音命令选择对应的扬声器通道进行音频播放。

本基础方案基于用户的使用需求，设置了第一功放单元、第二功放单元这不同的两组外置功放模块，其中第一功放单元具备音频播放、数据处理、数据传输功能，第二功放单元具备音频播放功能和数据传输功能；进而利用第一功放单元可以兼容主节点、从节点的特性，通过间隔连接第一功放单元、第二功放单元，以在实现扬声器通道数量的自定义选择的同时，保证对输出音频的可控制。

在进一步的实施方案中，所述第一功放单元包括主控制器及与其连接的音频处理模块、第一通讯模块和第一播放模块，所述音频处理模块与所述第一通讯模块、第一播放模块连接；

所述第一通讯模块包括两组第一A2B芯片，一组第一A2B芯片作为主连接端口，与所述第二功放单元数据连接；另一组第一A2B芯片作为从连接端口，与所述第二功放单元数据连接；

所述第一播放模块包括2组AMP功放芯片，每一所述AMP功放芯片包括4路扬声器通道。

本方案基于用户的多通道收听需求，在第一功放单元中就设置2组AMP功放芯片，以得到8路扬声器通道，同时配置对应的主控制器，进行扬声器通道的选通控制，进而实现多扬声器通道的自定义选择。

在进一步的实施方案中，所述音频处理模块为DSP音频处理芯片，包括4路TDM接口，所述DSP音频处理芯片通过4路TDM接口分别与所述第一通讯模块中的两组第一A2B芯片、第一播放模块中的两组AMP功放芯片连接；

所述主控制器用于通过从连接端口获取调音命令，进而导通所述第一播放模块中对应的扬声器通道；还用于通过主连接端口将所述调音命令发送至后端的所述第二功放单元；

所述音频处理模块用于通过从连接端口获取音频通道数据，根据内置的音效算法进行音频处理；并将处理后的音频通道数据发送至对应的扬声器通道进行播放；还用于通过主连接端口将所述音频通道数据发送至后端的所述第二功放单元。

本方案在第一功放单元中配置DSP音频处理芯片作为音频处理模块，其内置有音效算法，用于满足用户的音频处理需求；同时配置与DSP音频处理芯片、第一通讯模块连接的主控制器，可实现对A2B的连接方式的配置、对DSP的音频输出方式的控制，同时还能调节DSP的音效模式、通道延迟，给乘客更加良好的音响体验。

在进一步的实施方案中，所述第一A2B芯片包括1路TDM接口、1个A端口、1个B端口，所述第一A2B芯片通过TDM接口与所述音频处理模块连接、通过A端口或B端口与所述第二功放单元连接；

所述A端口作为从端口，用于获取音频通道数据、调音命令；

所述B端口作为主端口，用于发送音频通道数据、调音命令。

在进一步的实施方案中，所述主控制器包括MCU，所述MCU通过I2C与所述第一A2B芯片通信，MCU通过SPI与DSP音频处理芯片通信。

本方案通过第一功放单元中配置两组第一A2B芯片，利用两组第一A2B芯片，分别实现对音频通道数据、调音命令的获取与传输，其中，利用第一A2B芯片-DSP音频处理芯片-第一A2B芯片进行音频通道数据的传输，可进行音频数据处理，实现主节点的音频调节功能；利用MCU直接获取调音命令控制AMP功放芯片中扬声器通道的选择，实现多通道的自定义导通。

在进一步的实施方案中，所述第二功放单元包括从控制器及与其连接的第二通讯模块、第二播放模块，所述第二通讯模块与所述第二播放模块连接；

所述从控制器用于从所述第二通讯模块获取调音命令，控制所述第二播放模块导通对应的扬声器通道；

所述第二播放模块用于从所述第二通讯模块获取音频通道数据，进行通过对应的扬声器通道进行音频播放。

在进一步的实施方案中，所述第二播放模块包括2组AMP功放芯片，每一所述AMP功放芯片包括4路扬声器通道。

本方案的第二功放单元作为从节点进行设置，同样设置2组AMP功放芯片，以得到8路扬声器通道，同时配置对应的从控制器，进行扬声器通道的选通控制，进而实现多扬声器通道的自定义选择。

在进一步的实施方案中，所述第二通讯模块包括第二A2B芯片，所述第二A2B芯片包括2路TDM接口、1个A端口、1个B端口；所述第二A2B芯片通过2路TDM接口分别与所述第二播放模块中的2组AMP功放芯片连接，通过A端口或B端口与所述第一功放单元连接；

所述A端口作为从端口，用于获取音频通道数据、调音命令；

所述B端口作为主端口，用于发送音频通道数据、调音命令。

在进一步的实施方案中，所述从控制器包括MCU，所述MCU通过I2C与所述第二A2B芯片通信。

本方案通过2路TDM接口将第二A2B芯片直接与2组AMP功放芯片进行一一对应连接，用于执行从节点的音频播放功能；基于第二A2B芯片上A端口的数据接收和B端口的数据传输，通过可将音频通道数据、调音命令传输至下一节点(另一第一功放单元)，实现对应数据传输功能。

本发明还提供一种扩展方法，应用于上述的一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统，包括步骤：

识别用户意图，确定扬声器通道的目标数量；

根据所述目标数量确定第一功放单元的数量及对应的扬声器通道、第二功放单元的数量及对应的扬声器通道，进而生成调音命令；

根据所述调音命令间隔连接至少一个第一功放单元、至少一个第二功放单元，进而选通所述第一功放单元和/或第二功放单元对应的扬声器通道，将获取到的音频通道数据输出至对应的扬声器通道进行音频播放。

本扩展方法采用各个步骤组合连接至少一个第一功放单元、至少一个第二功放单元，得到基于A2B的可扩展外置数字功放系统，便于系统的应用实施。

附图说明

图1是本发明实施例提供的第一功放单元的系统框架图；

图2是本发明实施例提供的第二功放单元的系统框架图；

图3是本发明实施例提供的一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统的组合示意图。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。

实施例1

本发明实施例提供的一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统，如图1～图3所示，在本实施例中，包括至少一个第一功放单元、至少一个第二功放单元，第一功放单元与第二功放单元间隔连接；

第一功放单元作为主节点时，用于接收音频通道数据和调音命令并将其发送至后端的第二功放单元，并根据音频通道数据和调音命令选择对应的扬声器通道进行音频播放；

第二功放单元作为从节点，通过A2B数据传输从主节点中获取调音命令选择对应的扬声器通道，并获取音频通道数据并进行音频播放；

第一功放单元作为从节点时，通过A2B数据传输从前端的第二功放单元中获取音频通道数据和调音命令，并根据音频通道数据和调音命令选择对应的扬声器通道进行音频播放。

在本实施例中，第一功放单元包括主控制器及与其连接的音频处理模块、第一通讯模块和第一播放模块，音频处理模块与第一通讯模块、第一播放模块连接；

第一通讯模块包括两组第一A2B芯片，一组第一A2B芯片作为主连接端口，与第二功放单元数据连接；另一组第一A2B芯片作为从连接端口，与第二功放单元数据连接；

第一播放模块包括2组AMP功放芯片，每一AMP功放芯片包括4路扬声器通道(CH1～CH4)。

本实施例基于用户的多通道收听需求，在第一功放单元中就设置2组AMP功放芯片，以得到8路扬声器通道，同时配置对应的主控制器，进行扬声器通道的选通控制，进而实现多扬声器通道的自定义选择。

在本实施例中，音频处理模块为DSP音频处理芯片，包括4路TDM接口，DSP音频处理芯片通过4路TDM接口分别与第一通讯模块中的两组第一A2B芯片、第一播放模块中的两组AMP功放芯片连接；

主控制器用于通过从连接端口获取调音命令，进而导通第一播放模块中对应的扬声器通道；还用于通过主连接端口将调音命令发送至后端的第二功放单元；

音频处理模块用于通过从连接端口获取音频通道数据，根据内置的音效算法进行音频处理；并将处理后的音频通道数据发送至对应的扬声器通道进行播放；还用于通过主连接端口将音频通道数据发送至后端的第二功放单元。

本实施例在第一功放单元中配置DSP音频处理芯片作为音频处理模块，其内置有音效算法，用于满足用户的音频处理需求；同时配置与DSP音频处理芯片、第一通讯模块连接的主控制器，可实现对A2B的连接方式的配置、对DSP的音频输出方式的控制，同时还能调节DSP的音效模式、通道延迟，给乘客更加良好的音响体验。

在本实施例中，第一A2B芯片包括1路TDM接口、1个A端口、1个B端口，第一A2B芯片通过TDM接口与音频处理模块连接、通过A端口或B端口与第二功放单元连接；

A端口作为从端口，用于获取音频通道数据、调音命令；

B端口作为主端口，用于发送音频通道数据、调音命令。

在本实施例中，主控制器包括MCU，MCU通过I2C与第一A2B芯片通信，MCU通过SPI与DSP音频处理芯片通信。

本实施例通过第一功放单元中配置两组第一A2B芯片，利用两组第一A2B芯片，分别实现对音频通道数据、调音命令的获取与传输，其中，利用第一A2B芯片-DSP音频处理芯片-第一A2B芯片进行音频通道数据的传输，可进行音频数据处理，实现主节点的音频调节功能；利用MCU直接获取调音命令控制AMP功放芯片中扬声器通道的选择，实现多通道的自定义导通。

在本实施例中，第二功放单元包括从控制器及与其连接的第二通讯模块、第二播放模块，第二通讯模块与第二播放模块连接；

从控制器用于从第二通讯模块获取调音命令，控制第二播放模块导通对应的扬声器通道；

第二播放模块用于从第二通讯模块获取音频通道数据，进行通过对应的扬声器通道进行音频播放。

在本实施例中，第二播放模块包括2组AMP功放芯片，每一AMP功放芯片包括4路扬声器通道。

本实施例的第二功放单元作为从节点进行设置，同样设置2组AMP功放芯片，以得到8路扬声器通道，同时配置对应的从控制器，进行扬声器通道的选通控制，进而实现多扬声器通道的自定义选择。

在本实施例中，第二通讯模块包括第二A2B芯片，第二A2B芯片包括2路TDM接口、1个A端口、1个B端口；第二A2B芯片通过2路TDM接口分别与第二播放模块中的2组AMP功放芯片连接，通过A端口或B端口与第一功放单元连接；

A端口作为从端口，用于获取音频通道数据、调音命令；

B端口作为主端口，用于发送音频通道数据、调音命令。

在本实施例中，从控制器包括MCU，MCU通过I2C与第二A2B芯片通信。

在本实施例中，第一A2B芯片与第二A2B芯片的结构和接口相同，区别仅在于在第一功放单元第二功放单元中应用到的接口数量不同。

本实施例通过2路TDM接口将第二A2B芯片直接与2组AMP功放芯片进行一一对应连接，用于执行从节点的音频播放功能；基于第二A2B芯片上A端口的数据接收和B端口的数据传输，通过可将音频通道数据、调音命令传输至下一节点(另一第一功放单元)，实现对应数据传输功能。

本发明实施例基于用户的使用需求，设置了第一功放单元、第二功放单元这不同的两组外置功放模块，其中第一功放单元具备音频播放、数据处理、数据传输功能，第二功放单元具备音频播放功能和数据传输功能；进而利用第一功放单元可以兼容主节点、从节点的特性，通过间隔连接第一功放单元、第二功放单元，以在实现扬声器通道数量的自定义选择的同时，保证对输出音频的可控制。

实施例2

本发明实施例还提供一种扩展方法，应用于上述实施例1提供的一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统，包括步骤：

识别用户意图，确定扬声器通道的目标数量；

根据目标数量确定第一功放单元的数量及对应的扬声器通道、第二功放单元的数量及对应的扬声器通道，进而生成调音命令；

根据调音命令间隔连接至少一个第一功放单元、至少一个第二功放单元，进而选通第一功放单元和/或第二功放单元对应的扬声器通道，将获取到的音频通道数据输出至对应的扬声器通道进行音频播放。

本扩展方法采用各个步骤组合连接至少一个第一功放单元、至少一个第二功放单元，得到基于A2B的可扩展外置数字功放系统，便于系统的应用实施。

具体的：

第一、步骤0、识别用户意图，确定用户需要连接的喇叭数量(即扬声器通道的目标数量)；

步骤1、选择一台第一功放单元U1作为功放主节点，最多可搭配8个扬声器通道；

步骤2、选择一台第二功放单元U2作为功放从节点，最多可搭配8个扬声器通道；

步骤3、第一功放单元U1其中一个第一A2B芯片的A端口接收外部输入的音频，另外一个第一A2B芯片的B端口连接到第二功放单元U2的第二A2B芯片的A端口。

通过这个方式，可组合为最多16个扬声器通道的功放系统。

第二、如果需要连接更多的扬声器装置，可以继续下面的组合方法：

步骤4、另选择一台第一功放单元U3，作为功放从节点，最多可搭配8个扬声器通道，第一功放单元U3通过其中一个第一A2B芯片的A端口连接到第二功放单元U2的第二A2B芯片的B端口；同时再将第一功放单元U3的另一个第一A2B芯片作为下一个链路的主节点。

通过这个方式，可组合为最多24个扬声器通道。

第三、如果需要连接更多的扬声器装置，可以继续下面的组合方法：

步骤5、另选择一台第二功放单元U4作为功放从节点，最多可搭配8个扬声器通道，将第二功放单元U4的第二A2B芯片的A端口连接到第一功放单元U3上第一A2B芯片的B端口。

通过这个方式，可组合为最多32个扬声器通道。

如果需要连接更多的扬声器，则重复第4-5步骤即可。

其中，提供第一功放单元和/或第二功放单元中的MCU，可选通每一组AMP功放芯片的扬声器通道。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统，其特征在于：包括至少一个第一功放单元、至少一个第二功放单元，所述第一功放单元与所述第二功放单元间隔连接；

所述第一功放单元作为主节点时，用于接收音频通道数据和调音命令并将其发送至后端的所述第二功放单元，并根据所述音频通道数据和调音命令选择对应的扬声器通道进行音频播放；

所述第二功放单元作为从节点，通过A2B数据传输从所述主节点中获取所述调音命令选择对应的扬声器通道，并获取所述音频通道数据并进行音频播放；

所述第一功放单元作为从节点时，通过A2B数据传输从前端的所述第二功放单元中获取音频通道数据和调音命令，并根据所述音频通道数据和调音命令选择对应的扬声器通道进行音频播放。

2.如权利要求1所述的一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统，其特征在于；所述第一功放单元包括主控制器及与其连接的音频处理模块、第一通讯模块和第一播放模块，所述音频处理模块与所述第一通讯模块、第一播放模块连接；

所述第一通讯模块包括两组第一A2B芯片，一组第一A2B芯片作为主连接端口，与所述第二功放单元数据连接；另一组第一A2B芯片作为从连接端口，与所述第二功放单元数据连接；

所述第一播放模块包括2组AMP功放芯片，每一所述AMP功放芯片包括4路扬声器通道。

3.如权利要求2所述的一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统，其特征在于：所述音频处理模块为DSP音频处理芯片，包括4路TDM接口，所述DSP音频处理芯片通过4路TDM接口分别与所述第一通讯模块中的两组第一A2B芯片、第一播放模块中的两组AMP功放芯片连接；

所述主控制器用于通过从连接端口获取调音命令，进而导通所述第一播放模块中对应的扬声器通道；还用于通过主连接端口将所述调音命令发送至后端的所述第二功放单元；

所述音频处理模块用于通过从连接端口获取音频通道数据，根据内置的音效算法进行音频处理；并将处理后的音频通道数据发送至对应的扬声器通道进行播放；还用于通过主连接端口将所述音频通道数据发送至后端的所述第二功放单元。

4.如权利要求2所述的一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统，其特征在于：所述第一A2B芯片包括1路TDM接口、1个A端口、1个B端口，所述第一A2B芯片通过TDM接口与所述音频处理模块连接、通过A端口或B端口与所述第二功放单元连接；

所述A端口作为从端口，用于获取音频通道数据、调音命令；

所述B端口作为主端口，用于发送音频通道数据、调音命令。

5.如权利要求4所述的一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统，其特征在于：所述主控制器包括MCU，所述MCU通过I2C与所述第一A2B芯片通信，MCU通过SPI与DSP音频处理芯片通信。

6.如权利要求1所述的一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统，其特征在于：所述第二功放单元包括从控制器及与其连接的第二通讯模块、第二播放模块，所述第二通讯模块与所述第二播放模块连接；

所述从控制器用于从所述第二通讯模块获取调音命令，控制所述第二播放模块导通对应的扬声器通道；

所述第二播放模块用于从所述第二通讯模块获取音频通道数据，进行通过对应的扬声器通道进行音频播放。

7.如权利要求6所述的一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统，其特征在于：所述第二播放模块包括2组AMP功放芯片，每一所述AMP功放芯片包括4路扬声器通道。

8.如权利要求7所述的一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统，其特征在于：所述第二通讯模块包括第二A2B芯片，所述第二A2B芯片包括2路TDM接口、1个A端口、1个B端口；所述第二A2B芯片通过2路TDM接口分别与所述第二播放模块中的2组AMP功放芯片连接，通过A端口或B端口与所述第一功放单元连接；

所述A端口作为从端口，用于获取音频通道数据、调音命令；

所述B端口作为主端口，用于发送音频通道数据、调音命令。

9.如权利要求8所述的一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统，其特征在于：所述从控制器包括MCU，所述MCU通过I2C与所述第二A2B芯片通信。

10.一种扩展方法，其特征在于，应用于权利要求1～9中任一项所述的一种基于A2B的可扩展外置数字功放系统，包括步骤：

识别用户意图，确定扬声器通道的目标数量；

根据所述目标数量确定第一功放单元的数量及对应的扬声器通道、第二功放单元的数量及对应的扬声器通道，进而生成调音命令；

根据所述调音命令间隔连接至少一个第一功放单元、至少一个第二功放单元，进而选通所述第一功放单元和/或第二功放单元对应的扬声器通道，将获取到的音频通道数据输出至对应的扬声器通道进行音频播放。