Le applicazioni A2B, dall’A alla Z

Di Joe Triggs, Applications Manager

Durante la propria storia, l’industria automotive ha lasciato molti esempi di sfruttamento tecnologico dei mercati laterali e complementari; industriale, consumer e sanitario, giusto per citarne alcuni. A partire dalla rivoluzione della produzione di massa dell’automobile, all’introduzione dei sistemi a nastro trasportatore, ispirati all’industria mineraria, fino al recupero delle energie di processo, cresciuto sempre a ritmi sostenuti sin dall’inizio, più di 30 anni fa, delle prime unità elettroniche di controllo (ECU) che sfruttavano le possibilità di un microcontrollore, gli esempi in cui l’industria automotive ha tratto vantaggi dai trasferimenti di tecnologia sono troppo numerosi per poterli elencare tutti. Oggi l’industria dell’auto sta “restituendo il favore”, condividendo una tecnologia che promette di semplificare le sfide nella distribuzione audio in diversi campi di applicazione.

L’ A2B® è un bus digitale, bidirezionale, a larghezza di banda elevata, inizialmente ideato per risolvere i problemi della distribuzione audio in applicazioni automotive. Generalmente, gli impianti preesistenti utilizzavano molteplici collegamenti analogici punto-punto.
La tecnologia A2B affronta molte delle sfide che hanno caratterizzato i collegamenti di questo tipo, come peso e costo dei cavi, difficoltà di cablaggio e affidabilità dei collegamenti multipli. Permette il trasporto di dati audio (I2S/TDM/PDM) e di controllo (I2C) completamente sincronizzati attraverso un sistema audio multi-nodale, distribuito su un’infrastruttura realizzata su cavo non schermato a coppie intrecciate (UTP) e connettori. Sul bus vengono supportati fino a 32 canali audio, sia in ingresso che in uscita, consentendo una larghezza di banda complessiva di 50 Mbps. La tecnologia A2B supporta le topologie punto-punto, daisy-chain e branch network.

Ciascuna rete è composta da un nodo master e fino a 10 nodi slave. Un nodo master contiene un transceiver A2B collegato a un processore host che può inviare audio, dati di controllo e I2C sul bus A2B. I nodi slave, il cui livello di complessità spazia dagli amplificatori di classe elevata, con una significativa potenza di elaborazione, ai nodi microfono alimentati dal bus, contengono transceiver A2B che si interfacciano verso un’ampia gamma di dispositivi quali microfoni, processori digitali di segnale (DSP), altoparlanti, sensori (ad esempio, accelerometri) o amplificatori in Classe-D. I transceiver master e slave supportano una varietà di caratteristiche aggiuntive, come il supporto per gli ingressi microfonici di tipo “Time Division Multiplexed” (TDM) e “Pulse-Density Modulation” (PDM). Esistono versioni semplificate dei transceiver A2B , con vari livelli di funzionalità,  come l’endpoint slave (senza supporto TDM), un master semplificato (supporto per collegamenti più corti e per un numero inferiore di unità slave), un endpoint slave semplificato (supporto per collegamenti più corti e un numero minore di ingressi PDM).

Rilasciata in origine con una linea di prodotti limitata, offerta esclusivamente per applicazioni automotive, nel 2019 la tecnologia A2B è stata aperta completamente verso il mercato generico, facendo largo a un gran numero di applicazioni.

I casi d’uso nei quali il bus A2B ha avuto successo nell’industria automotive sono strettamente correlati a molte applicazioni nell’industria dei trasporti, per la quale il bus A2B, in precedenza, non era disponibile. Un segmento specifico di questa industria, quello della costruzione di macchine agricole, è soggetto a un rapido sviluppo tecnologico. Queste macchine sono l’ambiente di lavoro per i rispettivi operatori, nel senso che caratteristiche come telefonia in viva-voce, integrazione di microfoni multipli per facilitare il beamforming e sistemi di chiamata di emergenza e di cancellazione del rumore trasformano la macchina operatrice in un ambiente di lavoro più sicuro, più confortevole e connesso.

Figura 1. Esempio di architettura A2B.

Il sistema Fritzmeier per veicoli fuoristrada industriali e commerciali, con il sistema SMARTCOM di Antretter & Huber, sfrutta la natura scalabile della tecnologia A2B. Dotato di microfoni, altoparlanti attivi e un modulo radio smart FM/DAB, il sistema SMARTCOM è progettato per semplificare l’integrazione di moduli di terze parti. Le caratteristiche chiave del bus A2B, sfruttate dal sistema SMARTCOM, includono la possibilità di integrare fino a 10 nodi slave connessi a un nodo master e il supporto per il traffico audio bidirezionale.

I veicoli destinati al trasporto passeggeri (autobus, aerei e treni) costituiscono un altro importante segmento dell’industria dei trasporti, che adesso può sfruttare le possibilità offerte dalla tecnologia A2B. In questi veicoli, il collegamento di componenti audio distribuiti presenta casi d’utilizzo piuttosto evidenti per i dispositivi A2B, come nel collegamento efficiente di altoparlanti dislocati utilizzando cavi UTP economici e leggeri. Tuttavia, di questi casi esistono molte altre varianti! La possibilità che un dispositivo A2B possa supportare reti fino a 32 canali audio in uscita, (dal nodo master verso i nodi slave) e in entrata (dai nodi slave verso il master) facilita, nell’ambito di un unico sistema, la distribuzione di canali multipli dal contenuto audio differente. Questa caratteristica potrebbe essere utilizzata per distribuire musica, oppure audio in lingue diverse, durante una visita guidata in un viaggio turistico.

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