TI の DSP を使用したプレミアムオーディオシステムの設計

TI は、車載用プレミアムオーディオシステム設計の課題に対応し、エンジニアが手頃なシステムコストでスケーラブルなオーディオ性能を実現できるよう、車載用オーディオ DSP 製品ラインナップを開発しました。TI の高度に統合されたピン互換のオーディオ SoC ファミリにより、高級オーディオはもはや高級車専用のものではなくなりました。設計者は、シングルチップを使用して、エントリーレベルからハイエンドのシステムまで、没入感のあるオーディオ体験を提供することができます。その結果、車内の静粛性が高まり、高品質なサウンドは高価なホームシアターシステムにも匹敵します。

テキサス・インスツルメンツの AM2754-Q1 MCU や AM62D-Q1 プロセッサを含むこれらの高集積 SoC は、TI のベクトルベースの C7x DSP コア、エッジ AI 処理用のニューラルプロセッシングユニット、Arm® Cortex®-R5F MCU、オプションの Cortex-A53 コア、メモリ、TSN (Time-Sensitive Networking) 対応の 2 ポートイーサネットスイッチ、ハードウェアセキュリティモジュール (HSM) を ISO (国際標準化機構) 26262 準拠の TI 機能安全対応 SoC に統合することで、車載オーディオアンプシステムに必要なコンポーネント数を削減します。統合型 SoC の採用により、コンポーネント数の削減と、それに伴う部品表 (BOM) の低減が可能になり、プレミアムオーディオシステムの設計がより簡単かつ低コストになります。

TI の DSP オーディオプロセッサの C7x DSP コアは、従来のスカラーベースのオーディオ DSP と比較して 4 倍以上の処理性能を発揮します。C7x コアと行列乗算アクセラレータを組み合わせることで、従来のオーディオアルゴリズムとエッジ AI ベースのオーディオアルゴリズムの両方を処理できるオンチップ NPU が形成されます。この性能により、複数の SoC を使用する代わりに、単一の SoC 内で複数のプレミアムオーディオ機能を管理できるようになります。

さらに、SoC はスケーラブルなメモリオプションを提供しているため、オーディオエンジニアは TI の単一オーディオ処理プラットフォームを使用して幅広いシステムに対応する柔軟な設計が可能になります。AM2754 は、最高レベルのオーディオ演算能力を実現するよう設計された DDR レスの MCU です。この MCU のメモリアーキテクチャは、最大 4.5MB のシングルサイクルアクセス L2 メモリ と最大 6MB の L3 メモリをベースにしています。AM62D-Q1 は、高速外部メモリを必要とするプレミアムオーディオ設計向けの DDR ベースプロセッサです。AM62D のメモリアーキテクチャには、1.25MB のシングルサイクルアクセス L2 メモリと、追加の高速外部メモリ用の 32 ビット LPDDR4 コントローラが搭載されています。

また、オンチップの Arm Cortex-R5 MCU コアは、AUTOSAR ソフトウェアの実行に必要な外部 MCU の数を低減します (AUTOSAR は業界標準のコアであり、サードパーティから容易に入手可能です)。ISO 26262 に対応するために特化した SoC は、AVASのような機能の進化するオーディオ機能安全要件を満たし、システム設計の将来性をさらに高めることができます。

セキュアストレージ、暗号化ハードウェアアクセラレーション、セキュア CPU、およびシステムの他の部分とのハードウェアインターフェースを統合した HSM は、Secure Hardware Extension 1.1 および Evita 規格の最高レベルの要件を満たします。

ハードウェアでサポートされている TSN (Time-Sensitive Networking) などの機能を搭載した統合型イーサネットスイッチにより、オーディオネットワーク用のイーサネット AVB ソリューションが実現します。図 6は、TI の車載用オーディオ組込みプロセッサの統合されたコンポーネントを示します。

図 6 AM2754-Q1 および AM62D-Q1 の高度な統合。