作者 / Andreas Pellkofer ADI公司
摘要：传统内燃机车辆即便低速行进也会宣布发动机动静。一般，当车辆不在视野规模内时，行人和其他交通参与者经过视觉辨认和对轮胎动静及传出的其他噪音的听觉辨认来判别车辆的挨近或脱离。电动车辆(EV)则不会宣布发动机动静。低速行进时，在传统内燃机(ICE)发动之前，混合动力电动车(HEV)或插电式混合动力电动车(PHEV)几乎是无声无息地移动。当速度低于19 英里/时，这些车辆宣布的动静难以听到。在更高速度下，轮胎动静则成为首要动静。
0 导言
全球管理机构正在研讨立法，寻求为电力驱动形式下的PEV和HEV拟定最低极限的动静水平，以便视障人士、行人和骑车人能听到这些车辆驶近，并确认这些车辆从哪个方向驶来。美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)网站上能够找到这种立法的比如。电动轿车警示音体系(EVWSS)发生一系列旨在提示行人有EV、HEV和PHEV存在的动静。司机能够触发警示音(类似于轿车喇叭的动静，但不那么急切)。但在低速时，动静有必要能主动响起。动静有许多，从人工信号音到仿照发动机噪音和轮胎经过砾石的实在动静。
ADI公司供给两种不同解决计划，包含用于EV的车内发动机动静模仿以及外部发动机动静发生。高端运用计划依据ADSP-BF706开发。关于入门级运用，则依据ADAU1450 SigmaDSP®。这些解决计划能够组成动静并依据行进速度调整频率、音量和其他参数，并且能够将音频发送到音频功率放大器。依据详细立法的要求，警示音能够运用内燃机动静或任何其他组成信号音来模仿。
1 依据Blackfin的解决计划
ADSP-BF706 Blackfin®处理器为音频处理和CAN总线接口供给单芯片解决计划。ADI公司开发了在ADSP-BF706上运转的CAN软件协议栈，使得用户能以很少的工作量构建轿车级演示(也能够运用Vector公司CAN协议栈)。此外，ADI公司供给完好的硬件和软件参阅规划，以及用于实时参数调试的SigmaStudio™开发环境。图1显现了ADSP-BF706内部的不同算法模块。外部波形音频文件(WAV)存储特征发动机动静或音频信号音。从SPI接口最多能够一起拜访25个WAV文件。这些文件先在数字信号处理器(DSP)内部进行频移和混频，然后添加动态音量操控。
ADSP-BF706选用存储器映射SPI接口，经过它能够更快速、更简洁地拜访外部存储器，无需为此运用外配DDR存储器。从SPI闪存最多能够一起拜访25个WAV文件。可拜访的WAV文件个数有助于发明更传神的发动机动静。ADSP-BF706还能完成高达16倍的腔调调整，这是美国(US) NHTSA提出的一项主张，即跟着车速的添加而进步输出动静的频率。依据CAN总线送来的车速数据，ADSP-BF706能够动态操控音量。图2显现了体系详细框图。Power By Linear™ LT8602四通道单片同步降压型稳压器从12 V轿车电池电源发生体系中所需的悉数供电电压。2 MHz开关频率让用户能够避开要害的噪声灵敏频段，例如AM频段。LT8602的3 V至42 V输入电压规模使该器材成为轿车运用的抱负挑选，因为轿车运用有必要接受冷发动和启停场景，最低输入电压低至3 V，电源堵截瞬变超越40 V。
图3显现了另一个体系框图，其间削减了外设和连接器，一个经过轿车认证的连接器包含了一切相关信号。该计划答应规划更小尺度的电路板。
因为ADSP-BF706一起充当了微操控器和音频处理器，因而该体系解决计划可下降体系物料(BOM)本钱。针对ADSP-BF706 BLACKFIN+处理器的EVWSS软件架构，EVWSS软件架构依据ADSP-BF706硬件架构。处理器依靠硬件架构的原因在于存储器映射SPI。运用存储器映射SPI，ADSP-BF706能够直接读取闪存。此特性下降了EVWSS库的复杂性，使得用于生成警示音的内存拜访功率更高。
2 软件组件
EVWSS软件架构由图4所示的组件构成。
SPORT回调特性映射到音频数据采样速率，并在SPORT收发器中止服务例程(ISR)上下文中运转，读取闪存文件(SPI存储器映射)，运用EVWSS库履行音频处理，并经过SPORT收发器接口送出处理过的音频。EVWSS库存有组成警示音的不同函数。EVWSS库还接纳来自CAN协议栈的车速输入(或由 UART接口进行调试)。TDA7803驱动器经过操控外部功率放大器来生成警示音。EVWSS运用程序结构装备体系外设、CAN协议栈和TDA7803驱动程序。
腔调调整是指依据操控输入来调整音频信号的频谱。在EVWSS运用中，WAV文件的根本腔调依据车速输入而改动。
发动机动静取决于发动机冲程，包含进气、紧缩、做功(胀大)和排气。这些冲程发生频率调制信号音，而不是纯信号音。改动采样的腔调调整参数以完成频率调制。
此运用包含两种调制(锯齿形和三角形)。在锯齿形调制中，频率从最低斜坡上升到最高，然后跳回最低。在三角形调制中，频率从最低斜坡上升到最高，然后从斜坡下降到最低。关于混音，应相关于车速装备不同增益。
虽然所需的WAV文件保存在闪存中，但用户能够播映或中止某些WAV文件，详细取决于动态条件。
3 依据SigmaDSP的解决计划
关于入门级运用，ADAU1450 SigmaDSP处理器能够代替ADSP-BF706处理器。为了进行评价，能够运用EVAL-ADAU1452评价板。图5显现了SigmaDSP处理器内部的不同算法模块。
ADAU1450运用SigmaStudio编程环境支撑以下软件要求：
• 多信号音生成
• 动态音量操控，最多64级
• 混音
• 限幅器
• 腔调调整，即跟着车速添加进步腔调
• 一起播映SPI闪存中的最多5个WAV文件
ADI公司在SigmaStudio中供给了一个发动机动静模仿器模块，以简化发动机动静调整并削减所需的外部同步WAV文件数量。发动机动静模仿器能够在内部发生多达32个谐波。这些谐波的阶数和起伏能够经过图形用户界面(GUI)进行编程。发动机动静模仿器模块在SigmaStudio中已发布，可经过ADI网站上的软件请求表页面请求取得。
4 定论
ADI公司为入门级运用、以及支撑车内车外发动机动静的高档发动机动静模仿体系供给全面解决计划。本运用笔记旨在协助用户简化决议计划进程，并缩短产品上市时刻。ADI公司供给完好的体系解决计划，包含用于快速开发原型和产品的必要软件组件。
本文来源于《电子产品世界》2018年第10期第71页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
