在当今汽车行业，汽车音响的角色正发生着显著转变。它已不再仅仅是提供娱乐的设备，而是成为了提升驾驶体验、保障驾驶员舒适度与安全性的重要组成部分。曾经只在高端车型中配备的主动噪声消除（ANC）、沉浸式环绕声和个性化音频区域等先进音响功能，如今也逐渐普及到入门级车型。
为了顺应这一发展趋势，同时提高汽车的整体效率、降低制造难度，原始设备制造商（OEM）和音响系统设计人员将目光聚焦在了提高汽车放大器中嵌入式处理器的集成度上。这些处理器不仅要满足系统音频处理的需求，还要符合 OEM 的信息安全和功能安全要求。此外，设计人员还期望系统具备可扩展性，以简化不同 OEM 和车型配置之间的重新设计工作。
接下来，我们将深入探讨德州仪器的 AM62D - Q1 处理器和 AM2754 - Q1 微控制器（MCU）等嵌入式器件的发展，以及在将这些器件与其他先进半导体结合，开发现代车辆数字放大器时的关键设计要点。
汽车音响一直是 OEM 之间形成差异化竞争的重要因素。大多数 OEM 都会提供升级或替换旧音响系统的套件，例如品牌音响系统、品牌沉浸式环绕声功能、附加中音扬声器和低音炮等。在过去，高端汽车音响系统中的数字放大器采用分布式架构进行音频处理，由单独的 MCU、数字信号处理器（DSP）和网络集成电路（IC）分别处理不同任务。这种分立式方法虽然提供了一定的设计灵活性，但也导致了系统复杂性增加、成本上升和尺寸增大等问题。为了实现沉浸式环绕声和道路噪声消除（RNC）功能，提供类似家庭影院的体验，同时优化燃油和能源效率，就需要增加元件、音频通道和软件类型的数量。
嵌入式处理器更高的器件集成度为简化音响系统设计带来了新的解决方案。例如，AM62D - Q1 处理器和 AM275x - Q1 MCU 这类高度集成的汽车级 SoC，采用了 TI 的 C7x DSP 内核、存储器和元件，能够通过单个器件满足外部功能安全要求、信息安全要求和音频网络要求。单芯片处理平台从硬件和软件角度简化了可扩展性，这些 MCU 和处理器系列包含引脚对引脚兼容的选件，并支持在不同设计之间进行代码重用。从车辆安全角度来看，这些器件有助于提高车外的音频性能，通过简化声音合成系统的设计，如电动汽车中的发动机声音合成或声学车辆警报系统，增强车辆的安全性。
每个 C7x DSP 内核还包含一个单周期 L2 存储器高速缓存（可访问容量高达 2.25MB），其处理性能比传统的基于标量的音频 DSP 高出四倍，并且与矩阵乘法加速器配对形成片上神经处理单元（NPU）。这种架构能够处理传统音频算法和基于边缘 AI 的音频算法，支持在单芯片中实现多种高端音频功能。这些音频功能有助于保持与高性能音频放大器、模数转换器和电源管理集成电路（PMIC）的兼容性，完善现代汽车中的音频信号链。
与汽车音频处理器的进步相呼应，TPS65224 - Q1 等 PMIC 的更高集成度确保了系统处理器的充分利用，有助于降低系统级的总体 BOM 成本和尺寸，使设计人员能够设计出可扩展、紧凑和可靠的汽车音响系统，满足 OEM 和终端消费者的期望。这些器件还集成了功能安全特性，可在系统级达到 ASIL - B 标准。
综上所述，具有 DSP 功能的高度集成式音频处理器正在推动新一代高端汽车音响系统的发展，为用户带来沉浸式音效、ANC 和个性化音响功能。然而，要充分发挥这些处理器的潜力，还需要优化嵌入式软件架构和开发流程。汽车系统工程师通过考虑 DSP 软件架构、音频框架、调优工具和软件重用等因素，能够解锁先进音频器件的功能，同时管控车载系统集成复杂性。随着市场对高端音响的需求持续增长，注重硬件和软件创新将是汽车企业在市场竞争中保持的关键因素。
