UTPで通信・Analog Devices社のシリアルバス「A2B」

「A2B」で通信を簡素化・低コスト化

この記事ではアナログ・デバイセズがリリースしたトランシーバー「A2B」を紹介します。

 

A2Bとは「オートモーティブ・オーディオ・バス」の略称で、その名の通り、電装化が進む車載インフォテインメントのオーディオ用ハーネスの軽量化(低燃費化)・低コスト化を目的に開発された技術です。米フォード・モーター社をはじめ、多数の自動車メーカーで量産車へ採用されており、現在カーオーディオ業界の標準的な通信バスとなっています。さらに、その技術は、自動車以外の機器(産業・民生・他)への採用も進んでいます。

 

今回は「A2B」の持つ3つの大きな特長と、電子機器・産業機器において期待できるメリットを紹介します。

 

1. 50Mbps通信、50μsecの低遅延でI2S/I2C/SPI信号を伝送

2. 安価なUTPケーブルで最大300mのデータ通信を実現

3. 簡素な設計システム

 

実際の動作がイメージできるデモ動画はこちら

1. 50Mbps通信、50μsecの低遅延でI2S/I2C/SPI信号を伝送

A2Bの大きな特徴として、安価なUTPケーブルでデータレート50Mbpsの通信が可能なことに加え、スレーブ側のソフトウェアスタック介在が不要なため、デイジーチェーン接続した場合でもノード間全体で50μsecの遅延しか発生しない点があげられます。

 

多様な既存通信規格の中で、I2S/I2C/SPIは下図のポジションに位置しますが、A2Bを使用することでI2S/I2C/SPIのユーザビリティーを拡張し、またEthernetの補完的な役割を果たします。

通信規格ごとの通信速度/距離とA2Bを比較
通信規格ごとの通信速度/距離とA2Bを比較

2. 安価なUTPケーブルで最大300mのデータ通信を実現

A2B機能ブロック図
A2B機能ブロック図

通信に必要なケーブルは一対のUTP(アンシールド・ツイスト・ペア)のみです。特別なケーブルは必要ないので、基板間の配線削減やシステムの簡素化・低コスト化が期待できます。

 

通信距離はノード間で最大30m、ノードをつなぎ合わせることで、システム最大300mの通信が可能です。デバイスはマスター/スレーブごとに分かれており、接続数は最大で16チャンネルです。

 

A2B型番 マスター
AD2428
スレーブ
AD2427
末端専用スレーブ
AD2426

新製品
AD2437

TRX機能ブロック A + B A + B A A + B
I2S/TDM対応 × ×
PDMマイク入力数 4 4 4 4
スレーブ最大接続数 16 × × 16
ノード間最大ケーブル長 15m 15m 15m 30m
システム全体最大ケーブル長 80m 80m 80m 300m
SPI伝送、I2C Fast Mode Plus伝送 - - - Yes

A2B型番ごとの機能比較表 

3. 簡素な設計システム

A2Bのデイジーチェーン接続

A2Bは、各ノードのソフトウェアスタックや格納メモリーが不要で、接続するプロセッサー側の処理負担がかからないため、設計を最大限簡素化しながらI2S、I2C、SPIの通信を拡張することができます。

物理層はノイズに強いLVDS(小振幅差動信号)であり、信号の他にもクロックや最大50WのDC電圧を供給できるため、センサー、マイク、スピーカーなどに対して、バスパワー給電が可能です。

また、デバイスの設定も、グラフィカル・ソフトウェア・ツールのSigmaStudio®およびSigmaStudio+®を使用して視覚的に設計作業を進めることができます。

A2Bでシステムをシンプルに
A2Bでシステムをシンプルに
I2CとI2Sをシンプルに拡張
I2CとI2Sをシンプルに拡張

A2B に関するケーブル・コネクターの選定や、設計に関する質問は、こちらからお気軽にお問い合わせください。

性能・EMC評価用の基板もご用意

スピーディーな性能評価に移れるよう、Analog Devices社は複数の評価基板を用意しています。

A2B評価基板は、以下に示す8種類が基本となります。

*AD2428は上段4種類、AD2437は下段4種類

また、A2Bコネクター部分をRosenberger社製に交換し、EMC検証に特化された基板も用意していますので、ページ下部のお問い合わせボタンからお気軽にご相談ください。

 AD2428評価ボード比較表

Order Number EVAL-AD2428WD1BZ EVAL-AD2428WB1BZ EVAL-AD2428WC1BZ EVAL-AD2428WG1BZ
Master/Slave Master/Slave Slave Only Slave Only Slave Only
電源 Local Powered Bus Powered Bus Powered Local Powered
Audio in/out 3.5mm mini jack and Optical-SPDIF 3.5mm mini jack - none - 3.5mm mini jack
PDM mic 3 -ch 2 -ch 4 -ch - none -
Photo-image  EVAL-AD2428WD1BZ  EVAL-AD2428WB1BZ  EVAL-AD2428WC1BZ  /EVAL-AD2428WG1BZ

AD2437評価ボード比較表

Order Number

EVAL-AD2437A1MZ

EVAL-AD2437A1NZ

EVAL-AD2437B1MZ

EVAL-AD2437B1NZ

Master/Slave Master/Slave Master/Slave Slave Only Slave Only
電源 Local Powered Local Powered Busl Powered Local Powered
コネクター RJ-45 XLR RJ-45 XLR
Photo-image EVAL-AD2437A1MZ EVAL-AD2437A1NZ EVAL-AD2437B1MZ EVAL-AD2437B1NZ

型式 A/B=マスター/スレーブ
型式 M/N=RJ-45/XLR

AD2428評価ボードの実際の大きさを比較すると以下の通りとなります。

A2B評価ボード群(EVAL-AD2428WD1BZ,EVAL-AD2428WB1BZ,EVAL-AD2428WC1BZ,EVAL-AD2428WG1BZ)サイズ比較
AD2428評価ボード群のサイズ比較

A2Bデモ動画はこちら

当デモではスピーカー付きマスターボードに、センサーや操作スティックなどの機能が備わったスレーブボードをUTPケーブルで接続し、マスターボードの電源のみで音声やセンサーを伝送しています。(途中から音がでますのでご注意ください。)

A2Bの主な機能

・ライン・トポロジー
  - 単一マスター、複数スレーブ
  - ケーブル長はノード間で最大15m、システム全体で最大80m(AD2437はノード間最大30m、ケーブル全長は最大300m)

  -ノード数は最大17個(1マスター、16スレーブ)

・データ通信
  - オーディオデータ:I2S/TDM/PDM
    ・マルチチャンネルオーディオ伝送 (最大 32ch Upstream+32ch Downstream)
    ・クロック同期 (すべてのノードで位相は同期)
    ・低遅延通信(50μs)
  - 制御データ:I2C/SPI
  - 遠距離GPIO
・バスパワー伝送:最大50W

・堅牢なEMC性能
・SigmaStudio®およびSigmaStudio+® グラフィカル・ソフトウェア・ツールでの簡易設定

アプリケーション例

・会議システム

・コールセンター

・大型装置

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お問い合わせ / お見積り

本記事でご紹介をさせていただきました製品につきまして、ご不明点がある場合、また詳細のご紹介をご希望される場合は、以下からお気軽にお問い合わせください。

また、本記事に関連した「ノイズキャンセルなどシステム・レベルでのコスト削減を実現できるA2B技術とは?」というセミナーを過去に開催しました。もし開催したセミナー資料をご希望の方がいましたら、問い合わせ内容に ”ノイズキャンセルなどシステム・レベルでのコスト削減を実現できるA2B技術とは?セミナー資料希望"と記載のうえ、お問い合わせください。

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