汽車座艙音頻體驗，TI DSP芯片有什么優勢？

相關統計數據顯示，2025 年國內智能座艙滲透率將超過 75%，市場規模將由 2021 年的 603 億元增長至超 1200 億元。在智能座艙的技術演進過程中，音頻系統已從單純的 “娛樂配件” 升級為提升用戶體驗、安全性和品牌差異化的核心競爭力要素。因此，在智能座艙的 “屏幕 + 算力 + 數據 + 服務” 四域之外，音頻正成為定義用戶體驗的 “第五域”。

沉浸式的音頻體驗離不開高性能的數字信號處理（DSP）芯片。DSP 芯片在音頻處理方面能夠實現數字音頻信號的高效處理，實現對音頻信號的精確控制，可實時調整均衡器（EQ）、動態范圍壓縮、混響等參數，突破傳統模擬電路的物理限制。為了滿足智能座艙對高端音響的需求，德州儀器 (TI) 推出了新一代數字信號處理器 (DSP) 音頻系統解決方案，包括 AM62D-Q1 處理器和 AM275x-Q1 MCU，集成了 TI 的 C7x DSP 內核、存儲器和其他組件，不僅確保了系統的高性能，還預留了充足的升級空間，以滿足今后的升級要求。

高端座艙音響對 DSP 芯片的要求

目前，高端智能座艙通常配備 16 - 30 個揚聲器，這對 DSP 芯片的音頻流實時處理能力提出了極高要求。這類芯片需具備專用硬件加速器和高實時性內核，以便以極低時延完成多通道前向濾波，從而釋放內核資源用于自適應權重更新等復雜任務。同時，DSP 的并行計算能力可同時優化每個通道的信號質量。

此外，當前座艙對音效十分注重，如杜比立體聲（Dolby Stereo）或杜比環繞聲（Dolby Surround）等，考驗 DSP 的處理電路。以杜比環繞聲為例，其采用方向性增強電路，增強了聲音的動態和離散效果，強化了聲像定位感、方向感、移動感以及對聲場原貌的重現。

德州儀器指出，車載音頻在拾音端及播放端的創新和體驗提升不斷推進。一方面，人機交互車載語音識別的性能日益提高；另一方面，汽車有源噪聲消除技術得到廣泛應用，此外，車載麥克風陣列、車內通信等新一代應用也帶來了更多的麥克風。在播放端，揚聲器數量持續增加，越來越多的揚聲器被布置在車內、車外甚至頭枕中，例如通過聲音合成和警報增強安全性的 AVAS 技術。如此多的 MEMS 陣列和控制算法，對 DSP 的運算性能提出了更高要求。

需求的爆發推動了汽車音頻 DSP 市場的快速增長。根據 YHResearch 調研統計，2024 年全球汽車音頻 DSP 芯片組收入規模約 67.6 億元，預計到 2031 年收入規模將接近 100.9 億元，2025 - 2031 年的復合年增長率（CAGR）為 5.9%。

德州儀器新一代 TI DSP 芯片

德州儀器最新推出的 DSP 音頻系統解決方案包含兩款產品，分別是 AM62D-Q1 處理器和 AM275x-Q1 MCU。

AM62D-Q1 處理器是 Sitara MPU 系列的新品，該器件的關鍵內核包括 Arm Cortex-A53 和 C7000（“C7x”）標量和矢量 DSP 內核、專用矩陣乘法加速器 (MMA) 以及隔離式 MCU 島。其中，四顆 Arm Cortex-A53 的主頻高達 1.4GHz，配備具有 SECDED ECC 的 512KB L2 共享高速緩存。并且，每個 A53 內核包含具有 SECDED ECC 功能的 32KB L1 DCache 和具有奇偶校驗保護的 32KB L1 ICache。

基于單核 C7x 且配備矩陣乘法加速器的 DSP 為 AM62D-Q1 處理器帶來了音頻處理能力的全面提升，其運算能力高達 40GFLOPS，頻率為 1.0GHz；矩陣乘法加速器 (MMA) 性能高達 2TOPS (8b)，頻率為 1.0GHz；配備具有 SECDED ECC 功能的 32KB L1 DCache 和具有奇偶校驗保護的 64KB L1 ICache，以及具有 SECDED ECC 的 1.25MB L2 SRAM。

德州儀器表示，利用 AI 加速器，不僅可以運行通用的音頻算法，還能支持各類 AI 算法。與基于標量的傳統 DSP 架構相比，采用基于矢量架構的 DSP 內核具備更高的音頻處理性能，同時具有出色的擴展性，在低端和高端音頻處理場景中均表現良好。

AM275x 系列高集成度、高性能微控制器基于 Arm Cortex R5F 和 C7x 浮點 DSP 內核。借助該微控制器，原始設備制造商 (OEM) 和原始設計制造商 (ODM) 能夠快速將具有強大軟件支持和豐富用戶界面的器件推向市場。

除了 C7x 浮點 DSP 內核，AM275x-Q1 MCU 主打靈活性，提供豐富的音頻接口，可與 5 個 McASP 外設進行連接；支持系統級連接的外設，例如 2 端口千兆位以太網、USB、OSPI/QSPI、CAN-FD、UART、SPI 和 GPIO。另外，AM275x-Q1 MCU 配備一個或兩個雙核 R5F 集群，每個集群具有 128KB TCM（每個內核 64KB）和多達兩個 C7x DSP 內核，每個 C7x DSP 具有 2.25MB L2 SRAM，從而大幅減少了對外部存儲器的需求。

在安全性方面，AM62D-Q1 處理器和 AM275x-Q1 MCU 表現同樣出色。AM62D-Q1 處理器集成的診斷和安全功能可支持高達 SIL-2 和 ASIL-B 級別的運行，同時集成的安全功能可保護數據免受現代攻擊；AM275x-Q1 MCU 通過內置硬件安全模塊 (HSM) 支持最新的網絡安全要求。

此外，圍繞 AM62D-Q1 處理器和 AM275x-Q1 MCU，德州儀器提供一站式的音頻解決方案，包括完整的嵌入式、模擬和電源產品及方案，還提供針對終端設備定制的參考設計、培訓和支持，從而降低開發難度，縮短系統的開發周期。

結語

在智能座艙音頻體驗成為用戶體驗 “第五域” 的當下，德州儀器新一代 DSP 芯片解決方案為行業帶來了突破性的技術支撐。其 AM62D-Q1 處理器與 AM275x-Q1 MCU 憑借 C7x DSP 內核的高性能矢量架構、矩陣乘法加速器的 AI 算力加持，能夠輕松應對高端座艙 16 - 30 個揚聲器的多通道實時處理需求，為車載語音識別、有源噪聲消除、麥克風陣列等新興應用提供強大運算支持。同時，德州儀器提供一站式的軟硬件生態支持，讓車企在提升音頻體驗的同時，大幅降低開發門檻與系統復雜度。

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