打造沉浸式座舱音频体验，TI DSP芯片有什么优势？

电子发烧友网报道（文 / 吴子鹏）相关统计数据显示，2025 年国内智能座舱渗透率将超过 75%，市场规模将由 2021 年的 603 亿元增长至超 1200 亿元。在智能座舱的技术演进过程中，音频系统已从单纯的 “娱乐配件” 升级为提升用户体验、安全性和品牌差异化的核心竞争力要素。因此，在智能座舱的 “屏幕 + 算力 + 数据 + 服务” 四域之外，音频正成为定义用户体验的 “第五域”。​

沉浸式的音频体验离不开高性能的数字信号处理（DSP）芯片。DSP 芯片在音频处理方面能够实现数字音频信号的高效处理，实现对音频信号的精确控制，可实时调整均衡器（EQ）、动态范围压缩、混响等参数，突破传统模拟电路的物理限制。为了满足智能座舱对高端音响的需求，德州仪器 (TI) 推出了新一代数字信号处理器 (DSP) 音频系统解决方案，包括 AM62D-Q1 处理器和 AM275x-Q1 MCU，集成了 TI 的 C7x DSP 内核、存储器和其他组件，不仅确保了系统的高性能，还预留了充足的升级空间，以满足今后的升级要求。
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高端座舱音响对 DSP 芯片的要求

目前，高端智能座舱通常配备 16 - 30 个扬声器，这对 DSP 芯片的音频流实时处理能力提出了极高要求。这类芯片需具备专用硬件加速器和高实时性内核，以便以极低时延完成多通道前向滤波，从而释放内核资源用于自适应权重更新等复杂任务。同时，DSP 的并行计算能力可同时优化每个通道的信号质量。
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此外，当前座舱对音效十分注重，如杜比立体声（Dolby Stereo）或杜比环绕声（Dolby Surround）等，考验 DSP 的处理电路。以杜比环绕声为例，其采用方向性增强电路，增强了声音的动态和离散效果，强化了声像定位感、方向感、移动感以及对声场原貌的重现。​

德州仪器指出，车载音频在拾音端及播放端的创新和体验提升不断推进。一方面，人机交互车载语音识别的性能日益提高；另一方面，汽车有源噪声消除技术得到广泛应用，此外，车载麦克风阵列、车内通信等新一代应用也带来了更多的麦克风。在播放端，扬声器数量持续增加，越来越多的扬声器被布置在车内、车外甚至头枕中，例如通过声音合成和警报增强安全性的 AVAS 技术。如此多的 MEMS 阵列和控制算法，对 DSP 的运算性能提出了更高要求。​

需求的爆发推动了汽车音频 DSP 市场的快速增长。根据 YHResearch 调研统计，2024 年全球汽车音频 DSP 芯片组收入规模约 67.6 亿元，预计到 2031 年收入规模将接近 100.9 亿元，2025 - 2031 年的复合年增长率（CAGR）为 5.9%。​

德州仪器新一代 TI DSP 芯片

德州仪器最新推出的 DSP 音频系统解决方案包含两款产品，分别是 AM62D-Q1 处理器和 AM275x-Q1 MCU。​

AM62D-Q1 处理器是 Sitara MPU 系列的新品，该器件的关键内核包括 Arm Cortex-A53 和 C7000（“C7x”）标量和矢量 DSP 内核、专用矩阵乘法加速器 (MMA) 以及隔离式 MCU 岛。其中，四颗 Arm Cortex-A53 的主频高达 1.4GHz，配备具有 SECDED ECC 的 512KB L2 共享高速缓存。并且，每个 A53 内核包含具有 SECDED ECC 功能的 32KB L1 DCache 和具有奇偶校验保护的 32KB L1 ICache。
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基于单核 C7x 且配备矩阵乘法加速器的 DSP 为 AM62D-Q1 处理器带来了音频处理能力的全面提升，其运算能力高达 40GFLOPS，频率为 1.0GHz；矩阵乘法加速器 (MMA) 性能高达 2TOPS (8b)，频率为 1.0GHz；配备具有 SECDED ECC 功能的 32KB L1 DCache 和具有奇偶校验保护的 64KB L1 ICache，以及具有 SECDED ECC 的 1.25MB L2 SRAM。

德州仪器表示，利用 AI 加速器，不仅可以运行通用的音频算法，还能支持各类 AI 算法。与基于标量的传统 DSP 架构相比，采用基于矢量架构的 DSP 内核具备更高的音频处理性能，同时具有出色的扩展性，在低端和高端音频处理场景中均表现良好。​

AM275x 系列高集成度、高性能微控制器基于 Arm Cortex R5F 和 C7x 浮点 DSP 内核。借助该微控制器，原始设备制造商 (OEM) 和原始设计制造商 (ODM) 能够快速将具有强大软件支持和丰富用户界面的器件推向市场。
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除了 C7x 浮点 DSP 内核，AM275x-Q1 MCU 主打灵活性，提供丰富的音频接口，可与 5 个 McASP 外设进行连接；支持系统级连接的外设，例如 2 端口千兆位以太网、USB、OSPI/QSPI、CAN-FD、UART、SPI 和 GPIO。另外，AM275x-Q1 MCU 配备一个或两个双核 R5F 集群，每个集群具有 128KB TCM（每个内核 64KB）和多达两个 C7x DSP 内核，每个 C7x DSP 具有 2.25MB L2 SRAM，从而大幅减少了对外部存储器的需求。
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在安全性方面，AM62D-Q1 处理器和 AM275x-Q1 MCU 表现同样出色。AM62D-Q1 处理器集成的诊断和安全功能可支持高达 SIL-2 和 ASIL-B 级别的运行，同时集成的安全功能可保护数据免受现代攻击；AM275x-Q1 MCU 通过内置硬件安全模块 (HSM) 支持最新的网络安全要求。
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此外，围绕 AM62D-Q1 处理器和 AM275x-Q1 MCU，德州仪器提供一站式的音频解决方案，包括完整的嵌入式、模拟和电源产品及方案，还提供针对终端设备定制的参考设计、培训和支持，从而降低开发难度，缩短系统的开发周期。
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结语

在智能座舱音频体验成为用户体验 “第五域” 的当下，德州仪器新一代 DSP 芯片解决方案为行业带来了突破性的技术支撑。其 AM62D-Q1 处理器与 AM275x-Q1 MCU 凭借 C7x DSP 内核的高性能矢量架构、矩阵乘法加速器的 AI 算力加持，能够轻松应对高端座舱 16 - 30 个扬声器的多通道实时处理需求，为车载语音识别、有源噪声消除、麦克风阵列等新兴应用提供强大运算支持。同时，德州仪器提供一站式的软硬件生态支持，让车企在提升音频体验的同时，大幅降低开发门槛与系统复杂度。