智能座舱音频架构详解：电子硬件部分

与车载主机内置功放有限的驱动能力不同，外置功放则多为 7.1.4 的音响系统。7.1.4 指的是（前左、中置、前右、左环绕、右环绕、左后环绕、右后环绕）、一个低音炮声道，以及四个提升空间感的关键声道（左前天空、右前天空、左后天空、右后天空）。

7.1.4 声道已成为音响领域顶级沉浸式音频体验的代名词，这很大程度上得益于杜比全景声技术的普及。然而，杜比全景声的价值远不止于增加声道数量，它核心的'声音对象'理念彻底改变了音频的制作与回放方式。

可以明确的是，追求超过 7.1.4 的更多声道意义不大。因为目前提供的杜比全景声内容，主要是基于 7.1.4 的声道布局进行优化的。即便硬件支持更多声道，也几乎没有相应的原生内容可供体验，实际提升极为有限。

除核心声道外，外置功放的驱动能力更扩展至每个座位的头枕扬声器乃至车外扬声器。当前主流外置功放所连接的扬声器总数动辄达到三四十个，其强大的输出与集成能力令人印象深刻。

外置功放也是品牌音响厂商如哈曼卡顿、Bose 等的重要竞技场。这些厂商通常会在其外置功放的 DSP 中集成独有的音效处理算法，至于实际听感，则因人而异，各有所好。

车机和外置功放之间的音频传输

车机与外置功放通过 A2B 总线双向传输多通道 PCM 数据，上下行分工明确：

• 上行（至车机）：
  • 内容：外置功放各扬声器（如左前、右前、左后、右后、中置等）正在播放的音频信号。
  • 目的：主要为车机执行回声消除算法提供参考信号。
• 下行（至功放）：
  • 内容：通道数通常多达 20 路以上。例如，媒体音 (7.1.4 共 12 个通道)，导航音（1 通道），电话音（1 通道），语音助手（1 通道），仪表音（前后左右 4 通道）等。
  • 说明：此部分涉及具体功能设计，出于保密原因，不再展开。

实际场景介绍

最后，我们通过几个具体场景来结束对外置功放的介绍：

1. 播放杜比全景声时的语音唤醒
   当车主通过网易云音乐播放杜比全景声内容，并通过语音助手唤醒车机时，系统会作出如下响应：
   • A2B 下行链路的前 12 个通道传输媒体音频，而上行各通道则传递外置功放的回传参考信号。
   • 车机语音助手持续运行回声消除算法，凭借准确的参考信号，即便在音乐音量较大的情况下，也能精准识别车主的人声唤醒指令。
   • 唤醒后，语音助手通过 A2B 下行链路中专门负责语音交互的通道播放'你好'回应。
2. 蓝牙通话与头枕模式切换
   当车主通过蓝牙连接车机进行通话，并在涉及隐私内容时切换到头枕模式：
   • 通话过程中，A2B 下行的电话音频通道传输对方语音，由左前和右前扬声器播放。
   • 一旦车主切换到头枕模式，CAN 信号将发送至外置功放，指示其将通话音频切换至主驾驶头枕扬声器输出。
   • 值得注意的是，头枕模式下，A2B 下行的电话音频通道并未改变，仍使用原有通道。
3. 露营时的外放模式
   车主在露营时希望将音乐播放至车外，开启外放模式后：
   • 外放模式的 CAN 信号发送至外置功放，功放将媒体音频路由至车外扬声器进行播放。

3.车机 connect to Booster 外置功放

Booster 外置功放可视为普通外置功放的一种降本方案。其设计思路是：既然外置功放的核心功能是功率放大，那么可以移除其中所有的逻辑处理单元（如 MCU 和 DSP），仅保留最基础的 A2B 收发器与功率放大器（AMP）电路，由此构成的简化版功放即为 Booster。

那么，Booster 功放上 AMP 芯片的寄存器由谁来配置呢？这归功于 A2B 协议的另一项能力：它不仅能传输多通道 PCM 音频数据，还可通过隧道传输技术同时传递 I2C 控制信号。因此，只要车机与 Booster 之间建立了 A2B 连接，车机端就能直接远程配置 Booster 上 AMP 芯片的寄存器。

正因其架构极度简化，Booster 功放内部不含任何软件或复杂逻辑器件，成为一个完全由车机控制的'纯硬件'从设备。这种设计使得硬件部门无需软件团队支持，也能独立完成 Booster 的电路设计。

当然，Booster 在实际应用上与标准外置功放存在显著差异。由于其简化设计，车机与 Booster 之间通过 A2B 传输的多通道 PCM 数据，其各通道会直接对应到 Booster 所连接的各个扬声器。

例如，若 A2B 链路的前 12 个通道被分配给车内扬声器，而第 13 个通道预留给车外扬声器。那么，当需要开启车外播放时，车机端的 DSP 只需将音频信号路由至第 13 个通道即可，所有相关的音频路由逻辑都将在车机端完成。

4.A2B 很强大

A2B 总线实现了音频、数据与供电的三位一体：它能传输多通道 PCM 音频和 I2C 控制指令，并可提供远程微小电力。

典型方案中的 A2B 麦克风直接从总线取电，无需任何额外供电线路。

另外，A2B 造成的音频延时只在几十 us 的级别，表现优异。