UTPで通信・Analog Devices社の新シリアルバス「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新トランシーバ「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新技術です。米フォード・モーター社のほかにも、日米欧の複数メーカーで量産車への採用が予定されており、近い将来カーオーディオ業界の標準的な通信バスになると期待が寄せられています。

 

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I2C/I2S信号を伝送

2. 安価なUTPで最大40m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I2C/I2S信号を伝送

A2Bの大きな特徴として、シンプルな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、I2C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I2Cのユーザビリティを拡張し、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

2. 安価なUTPで最大40m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15m、ノードをつなぎ合わせることで、システム最大40m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10チャネルです。

 

A2B型番 マスター
AD2428
スレーブ
AD2427
末端専用スレーブ
AD2426
低コストマスター
AD2429
末端専用低コストスレーブ
AD2420
TRX機能ブロック A + B A + B A B A
I2S/TDM対応 × ×
PDMマイク入力数 4 4 4 4 2
スレーブ最大接続数 10 × × 2 ×
ノード間最大ケーブル長 15m 15m 15m 5m

5m

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I2C、I2S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+5V/300mAのDC電圧を供給できるため、センサーやマイクのバスパワー給電が可能です。

デバイスの設定も、SigmaStudio®グラフィカル・ソフトウェア・ツールを使用して視覚的に作業することができます。

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4種類が基本となります。

また、マクニカでは、A2Bコネクタ部分をRosenberger社製に交換し、EMC検証に特化された基板も用意しておりますので、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。

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

 A2B評価ボード比較表

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
A2B評価ボード群のサイズ比較
EMC評価用のA2B評価ボード(EVAL-AD2428WC1DZ,EVAL-AD2428WD1DZ,EVAL-AD2428WG1DZ)
EMC評価用のA2B評価ボードもあります

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 マスター用デバイス "AD2428" の主な機能

A2B バス機能

・ライン・トポロジ
  - 単一マスタ、複数スレーブ
  - ノード間は最大15m、ケーブル全長は最大40m
・遠距離通信
  - 同期データ
    ・マルチチャンネルI2S/TDM - I2S/TDM
    ・クロック同期、すべてのノードで位相をアライン
    ・低遅延スレーブ間通信
  - 制御およびステータス情報I2C - I2C
  - 遠距離GPIO
・バス電源またはローカル電源スレーブ・ノード
・SigmaStudio®グラフィカル・ソフトウェア・ツールを使用して設定可能

A2B トランシーバー機能

・A2Bバス・マスタ(最大10個のスレーブをサポート)またはスレーブとして設定可能
・I2Cインターフェース
・8ビット~32ビット・マルチチャンネルI2S/TDMインターフェース
  - プログラマブルI2S/TDMデータ・レート
  - 最大32個のアップストリームおよび32個のダウンストリーム・チャンネル
・PDMインターフェース
  - 4個の高ダイナミック・レンジ・マイクロフォン入力
  - プログラマブル・サンプリング・レート
  - 24ビットPCM復調を実行
・最大4個のPDMマイクロフォンを使用したノードでのI2Sデータの受信をサポート
・トランシーバーごとに一意のIDレジスタ
・クロスオーバーまたは直線ケーブルのサポート
・EMC性能を最適化するプログラマブル設定

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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