프리미엄 오디오 시스템 설계에 적합한 SoC 아키텍처 선택

모든 차량 트림 유형에 프리미엄 오디오를 도입하려면 OEM(Original Equipment Manufacturer)이 확장성을 통해 차량의 전반적인 시스템 비용을 절감할 수 있는 방법을 찾아야 합니다. 예를 들어, OEM은 소형 폼 팩터에서 부품과 케이블 수를 줄이는 재사용 가능한 설계를 개발할 수 있습니다.

프리미엄 오디오 시스템을 위한 SoC를 선택할 때는 컴퓨팅 성능, 메모리 통합, 다른 시스템 구성 요소의 통합이라는 세 가지 고려 사항이 있습니다.

컴퓨팅 성능

오디오 신호 처리에는 다음 두 가지 유형의 코어가 널리 사용됩니다.

• 범용 CPU 코어는 순차적 워크로드를 처리할 수 있습니다. 이러한 코어는 프로그래밍 유연성이 뛰어나며 DSP 알고리즘을 실행할 수 있지만 비용이나 전력 효율이 떨어집니다. 일반적으로 이러한 코어는 처리 요구 사항을 충족하기 위해 여러 CPU 코어가 필요한 초급형에서 중급형 오디오 시스템에 사용됩니다.
• 전문화되고 전력 효율이 높은 DSP 코어는 수백만 개의 복잡한 수학 문제를 처리할 수 있습니다. 이러한 코어는 오디오, 비전, 레이더 및 음파 센서의 실시간 데이터를 처리하여 클록 사이클당 처리를 극대화합니다. 벡터 기반 아키텍처를 사용하는 DSP 코어는 오디오 처리에 있어 기존의 스칼라 기반 DSP 아키텍처에 비해 더 높은 성능을 발휘하는 경우가 많습니다. 또한 초급형 디지털 증폭기부터 고급 디지털 증폭기에까지 널리 사용됩니다. DSP 코어는 프로그래밍하기가 쉽지 않으므로, 최고의 성능을 달성하려면 DSP 하드웨어 기능과 소프트웨어 최적화 기술에 익숙할 필요가 있습니다.

메모리 통합

처리량이 높은 오디오 처리를 위해서는 DSP 코어의 기능 유닛이 매 사이클마다 메모리에 액세스해야 합니다. 기존의 DSP 아키텍처에서 L1 캐시 메모리는 단일 사이클 메모리 액세스를 지원하지만 높은 비용 때문에 크기가 매우 제한됩니다. 설계자들은 이제 단일 사이클에서 액세스 가능한 메모리 크기가 L1 메모리 한도로 제한되는 혁신적인 DSP 메모리 아키텍처를 찾고 있습니다.

설계자들은 또한 전체 애플리케이션 메모리 요구 사항을 충족할 수 있는 충분한 SRAM(정적 임의 액세스 메모리)을 갖춘 SoC의 DDR 없는 설계를 선호합니다. 그러나 SRAM은 비용이 많이 들기 때문에 SoC는 제한된 크기의 SRAM만 통합합니다. 전체 오디오 애플리케이션을 DDR 없는 SoC에 맞추는 것이 항상 실현 가능한 것은 아닙니다. AI(인공 지능) 기반 알고리즘 또는 고해상도 오디오 파일을 사용한 사운드 합성과 같은 고급 기능 세트의 메모리 요구 사항이 증가하고 있기 때문입니다. 따라서 설계자는 SRAM과 함께 고속 저전력 DDR(두 배 데이터 속도) 동적 RAM과 같은 확장 가능한 메모리 옵션을 지원하는 SoC도 필요합니다.

다른 시스템 구성 요소의 통합

프리미엄 오디오 시스템에는 DSP뿐만 아니라 안전과 보안 요구 사항을 충족하고 나머지 시스템과 상호 작용하는 데 필요한 추가 구성 요소가 필요합니다.

차량용 안전 기능을 준수하고 DSP와 나머지 시스템의 통합을 용이하게 하도록 설계된 개방형 표준 소프트웨어 아키텍처인 AUTOSAR(차량용 오픈 시스템 아키텍처)를 실행하려면 마이크로컨트롤러가 필요합니다.

하드웨어 보안 모듈, 암호화 가속 및 기타 구성 요소가 EVITA(E-Safety Vehicle Intrusion Protected Applications) 표준의 보안 요구 사항을 충족하는 데 도움이 될 수 있습니다.

지연 시간이 짧은 오디오 네트워크가 차량용 오디오 시스템 구성 요소 간의 정확한 통신과 오디오 신호의 동기화를 처리하게 됩니다. 추가 케이블이 필요한 여러 기술 중에서 이더넷 AVB(오디오 비디오 브리징) 표준은 완벽한 선택입니다. 다른 ECU를 연결하기 위한 이더넷 케이블이 이미 차량에 있기 때문에 배선 아키텍처를 간소화하고 전반적인 시스템 케이블 무게와 시스템 비용을 절감할 수 있습니다.

또한 확장 가능한 DSP 성능과 메모리 선택의 폭을 지원하는 핀 대 핀 호환 SoC는 프리미엄 차량용 오디오 시스템에 대한 R&D 투자를 줄임으로써 오디오 설계의 효율성을 높일 수 있습니다.