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摘要：随着汽车技术的持续不断的发展，车载娱乐系统的功能日益丰富，对音频和视频传输的要求也慢慢变得高。Audio Video Bridging（AVB）和Automotive Audio Bus（A2B）作为两种重要的车载通信技术，在车载娱乐系统中发挥着关键作用。本文将详细的介绍 AVB 和 A2B 的技术特点，包括高层概述、优缺点以及适用应用等方面，通过对比分析，展示它们在车载娱乐系统通信中的独特价值和相互补充的关系，为汽车电子领域的专业技术人员和相关爱好者提供进一步探索这两种技术的参考。
在现代汽车中，车载娱乐系统慢慢的变成了提升驾乘体验的重要组成部分。从高清音频播放到视频流媒体服务，从车辆监控摄像头的影像传输到车联网功能的实现，不能离开高效、可靠的通信技术。AVB 和 A2B 应运而生，它们针对车载环境的特殊需求，为音频和视频数据的传输提供了专门的解决方案。
AVB 大多数都用在通过以太网传输音频和视频。它是作为交换式以太网网络实现的，通过为 音频和视频流量预留一部分可用以太网带宽，从而确保音频和视频数据能够在网络中稳定、流畅地传输。其采用菊花链连接拓扑，并可与中间 AVB 桥接 / 点对点连接，这种拓扑结构使得在车载网络中能够灵活地布置设备，适应不一样的布局需求。
AVB 实现基于一系列 IEEE 标准，这些标准为 AVB 的规范运作提供了坚实的基础。例如，根据最大延迟将流量优先级分为三类（A 类、B 类、C 类），这使得在网络拥塞时能够优先保障对延迟敏感的音频和视频流量的传输。当完全转向 TSN（时间敏感网络）并限定为汽车配置文件时，还需要采用更多的标准，以进一步满足汽车行业对可靠性、实时性等方面的严格要求。像 ADI 的 ADSP SC58x/59x 系列就支持 AVB 与 IEEE 标准，为 AVB 在车载系统中的应用提供了硬件支持。
标准化优势：由 IEEE 标准化协议（表一），这在某种程度上预示着任何供应商都可以遵循标准实现 AVB 堆栈。不同供应商的不同芯片组都有现成的 AVB 堆栈可供选择，这极大地促进了 AVB 技术在市场上的推广和应用，降低了技术门槛和开发成本。
多功能传输：支持音频、视频以及其他控制数据传输，能够很好的满足车载娱乐系统多样化的数据传输需求。例如，既可以传输音乐、电影等多媒体数据，也可以传输车辆控制指令等信息。
灵活转换：可当作网关以及协议转换器，实现以太网到 CAN/LIN 及反之亦然的转换。这使得 AVB 能够在车载网络中与其他不一样的总线进行无缝对接，整合车内不同的电子系统。
可扩展带宽：可扩展带宽从 10Mbps 到 1000Mbps，能适应不同分辨率音频和视频以及不同应用场景对带宽的需求。在高清视频传输时，可通过较高的带宽确保视频的流畅播放，而在一些对带宽要求较低的音频传输场景中，则可以适当降低带宽使用，提高网络资源利用率。
虽然不是AVB的核心标准，但在实际应用中，PoE可以为AVB网络中的设备供电。
实施与集成挑战：实施 AVB 堆栈软件和将 AVB 堆栈集成到平台的 IEEE 标准集较重，这需要研发人员具备较高的技术水平和丰富的经验，增加了开发的复杂性和难度。
工具缺失：没有集中的 GUI 工具用于完整的网络配置 / AVB 流量可视化（目前尚不可用，即将推出），这给网络的部署和调试带来了不便，开发人员难以直观地了解网络运作时的状态和流量分布情况。
额外硬件需求：需要微控制器来运行 AVB 堆栈，并且需要额外的时钟发生器来锁定 PTP 恢复，这导致了额外的物料清单（BOM）成本，增加了系统的整体成本和复杂性。
摄像头应用：在车载摄像头系统中，AVB 能够稳定地传输摄像头拍摄的视频数据，无论是用于倒车影像、行车记录仪还是车辆四周环境监视测定的摄像头，都可以依靠 AVB 确保视频的实时传输，为驾驶员提供准确的视觉信息。
视频流：对于车内的视频流服务，如后座乘客观看在线视频或本地视频播放，AVB 的高带宽和流量优先级控制能确保视频播放的流畅性，防止卡顿、延迟等现象，提供优质的视频观看体验。
OTA 与网关（当用作 TSN 时）：在车联网的 OTA（空中下载）更新功能中，AVB 可当作可靠的传输通道，将更新数据快速、准确地传输到车载系统的每个部分。当作为网关并应用 TSN 技术时，能够在不同网络之间进行高效的数据交换和整合，保障车内网络的互联互通和协同工作。
A2B 使用简单的 UTP 线传输音频，采用菊花链拓扑从主节点连接到子节点。这种拓扑结构使得布线简单方便，能够有实际效果的减少车内布线的复杂性。主节点可以访问所有子节点以及连接到子节点的外设，这为音频系统的集中控制和管理提供了便利。
子节点直接支持脉冲密度调制（PDM）支持的麦克风，无需主机微控制器，这降低了子节点的成本和复杂性。子节点可以与主时钟同步，并且从主节点到子节点有确定性的时间延迟，这对于音频传输的同步性和稳定能力很重要，能保证多声道音频的准确播放。此外，子节点可以是总线供电或本地供电，提供了更多的电源选择灵活性。
低开销：没有 IEEE 标准的开销，相比于 AVB，A2B 在协议的复杂性和资源占用方面具有优势，能够更高效地利用系统资源。
易于集成：A2B 堆栈容易在 RTOS、Linux 和 QNX 等常见操作系统上集成，降低了开发难度，缩短了开发周期，使汽车制造商能够更快地将 A2B 技术应用到车载音频系统中。
网络诊断支持：A2B 支持网络总线诊断，能够及时有效地发现网络中的故障和问题，便于维护和维修，提高了车载音频系统的可靠性和可维护性。
成本与重量优势：电缆重量和成本明显降低，这对于汽车行业来说很重要，能够减轻车辆重量，降低生产所带来的成本，同时减少布线对车内空间的占用。
多功能通信：A2B 还支持在同步总线上进行异步通信，适用于 OTA、诊断等应用，除了音频传输外，还能满足其他一些非音频数据的传输需求，拓展了其应用范围。
唤醒功能：由于支持总线B 也能够适用于从深度睡眠状态唤醒应用，这对于一些低功耗应用场景很有用，能够在需要时快速启动相关设备，提高系统的响应速度。
灵活控制：主节点对子节点的 GPIO 控制距离较远，并且使用 GUI（Sigma Studio）工具可以灵活设计 A2B 网络拓扑，方便工程师根据不同的车型和音频系统需求来做定制化设计。
带宽限制：固定带宽高达 50Mbps。若需要增加带宽，则在大多数情况下要采用并行总线连接（多主节点），这在某些特定的程度上限制了 A2B 在高带宽需求应用场景中的应用，如高清视频传输等。
收音机 / 音频：A2B 最初的设计目标就是车载音频传输，很适合收音机音频信号的传输以及车内多声道音频系统的构建，能保证音频信号的高质量传输，为驾乘人员提供清晰、流畅的音乐体验。
轻量级应用控制、传感器数据：对于一些轻量级的应用控制数据和传感器数据传输，A2B 能够很好的满足其带宽和功能需求，例如车内一些简单的传感器数据采集和传输，如温度传感器、湿度传感器等数据能够最终靠 A2B 进行传输。
语音应用：在车载语音控制管理系统中，A2B 可以稳定地传输语音数据，确保语音识别的准确性与及时性，为语音交互功能提供较为可靠的通信保障。
轻量级 OTA：对于一些数据量较小的 OTA 更新，如音频系统软件的更新等，A2B 可以胜任，以较低的成本和资源消耗实现车载音频系统的远程升级。
标准与复杂性：AVB 基于 IEEE 标准，具有较高的标准化程度，但也带来了实施和集成的复杂性；A2B 没有 IEEE 标准的开销，相对简单易集成。
带宽：AVB 可扩展带宽从 10Mbps 到 1000Mbps，能适应高带宽需求的应用；A2B 固定带宽高达 50Mbps，适用于中低带宽的音频相关应用。
硬件需求：AVB 需要微控制器和额外的时钟发生器，增加了 BOM 成本；A2B 子节点不需要微控制器，在硬件成本上具有一定优势。
应用侧重：AVB 侧重于视频传输、摄像头应用以及作为网关在车联网中的应用；A2B 主要专注于车载音频传输以及一些轻量级数据的传输和控制。
在车载娱乐系统中，AVB 和 A2B 并非相互替代的关系，而是具有很强的互补性。对于高清视频流、复杂的车联网数据交互以及对带宽要求比较高的应用场景，AVB 能够发挥其优势；而对于音频传输、轻量级的控制和传感器数据传输以及一些对成本和简单性要求比较高的场景，A2B 则是更好的选择。例如，在一个高端的车载娱乐系统中，可以同时采用 AVB 和 A2B，AVB 负责视频播放、摄像头影像传输以及与外部网络的高速数据交换，A2B 则专注于音频系统的构建和一些简单的车内传感器数据传输，两者协同工作，共同构建一个高效、稳定、功能丰富的车载娱乐通信系统。
Audio Video Bridging（AVB）和Automotive Audio Bus（A2B）在车载娱乐系统通信中都有着无法替代的作用。AVB 凭借其标准化、高带宽和多功能转换等优势，在视频相关应用和车联网领域占了重要地位；A2B 则以其低开销、易于集成和成本优势在音频传输和轻量级数据应用中表现出色。通过合理地应用和整合这两种技术，汽车制造商可构建出更先进、可靠、满足多种客户的真实需求的车载娱乐系统，为驾乘人员带来更为丰富和优质的车内体验。随着汽车技术的持续不断的发展，AVB 和 A2B 技术也将不断演进和完善，在未来的车载通信领域继续发挥重要的影响力，推动车载娱乐系统向着更高的性能和更多样化的功能方向发展。
