車載オーディオ管理におけるECU通信プロトコルの検証概要

電子制御ユニット（ECU）は、自動車エレクトロニクスの主要な組み込みシステムであり、自動車の電気システム（またはサブシステム）の1つまたは複数を制御します。電子制御モジュール（ECM）としても知られるこれらのシステムは、ますます複雑になっていますが、特にインフォテインメントや先進運転支援システム（ADAS）を中心とした自動車機能の最新の進歩には欠かせないものとなっています。

そのため、ECUとインターフェースしなければならない自動車センサーの数が増え、これらのユニット間のシームレスな通信の必要性が、世界の自動車産業を牽引する重要なトレンドとして浮上している。

ECUの主要な活動領域である車載オーディオ管理について簡単に説明しよう。

車内のオーディオ管理を担当するECUは、シームレスなユーザー体験を提供する上で大きな役割を果たす。 このようなオーディオシステムは通常、アナログ配線とノイズを打ち消すための複数のマイクとのインターフェースを必要とする。

通信技術の進歩に伴い、このようなシナリオに対応するためのパラダイムやアーキテクチャが出現し、採用されつつあります。

• コントローラー・エリア・ネットワーク

コントローラー・エリア・ネットワーク（またはCAN）は、最大1Mbpsの伝送レートをサポートする。ECU間で通信するための事実上の標準通信バスである。

• メディア指向システム・トランスポート

MOST（Media Oriented Systems Transport）は、オーディオ、ビデオ、データの転送をサポートし、転送速度は最大150 Mbpsです。

• イーサネット・オーディオ・ビデオ・ブリッジング

オーディオ・ビデオ・ブリッジング（AVB） プロトコルはIEEE802.1仕様の一部で、既存のイーサネット接続を拡張して車載アプリケーションをサポートします。最大100Mbpsの速度でオーディオとビデオコンテンツを確実に配信するために、時間同期とレイテンシーに必要な変更を促すことに重点を置いています。

• オートモーティブ・オーディオ・バス

オートモーティブ・オーディオ・バス（A2B）は、全体的な接続要件を簡素化し、特にオーディオ・アプリケーション向けに最適化されています。複数のスレーブをデイジーチェーン接続できるマスター・スレーブ構成により、最大50 Mbpsの速度をサポートします。

アンプなどのオーディオ・マネージメントECUには、車室内のオーディオ・レンダリングを制御するいくつかの重要な機能があります。その目的は、移動中の乗客に心地よい高品質のオーディオを提供することであり、移動中にドライバーをガイドするために活用することもできます。

オーディオ管理ECUの検証には、以下のテストが含まれます：

• トーンコントロール： この 、ボリューム、ミュート、低音、高音、中音、フェーダー、バランスなどのトーンコントロールや、エンターテインメントのレンダリングに不可欠なパラメータなど、最も基本的なオーディオストリーム機能をテストします。これらの制御は、車載バス（CAN/MOST/Ethernetなど）を通じて、ヘッドユニットからオーディオECUにメッセージとして送信されます。
  したがって、オーディオECUのテストには、プロトコル標準に従ってこれらの制御メッセージを検証することが含まれます。
  CANバスは、インフォテインメントとオーディオECU間の通信に最も広く使用されているプロトコルです。しかし、データ速度に限界があるため、シームレスなオーディオストリーミングにはMOST/Ethernet規格も活用されています。最近では、配線工数を削減できるA2Bが選ばれる傾向にあります。
• イコライザー： オーディオ・イコライザーは、車室内で高品質のオーディオをレンダリングする上で非常に重要な役割を果たします。イコライザーは、システムエンジニアが実際の使用シーンを想定して調整し、その結果をイコライザーのオーディオカーブをテストするためのリファレンスとして活用します。このデータは、生産時にECUに搭載される実際のソフトウェアでさらにチューニングされます。
• ADAS： 小さな周波数の音と表示は、安全運転の支援に不可欠です。これには、ターンインジケーター、シートベルトインジケーター、燃料インジケーターなどの音が含まれる。これらの基本的な音に加え、車線逸脱警告、駐車支援、キーセンサー、後方衝突警告などのドライバー支援音も、最近では重要な要件として浮上している。
• ノイズキャンセリング： 自動車のコックピット内を静かでノイズのない環境にするためには、外部の音を除去することが必要です。車内モードがいくつかあり、このモードに入ると、十分な間隔で配置されたマイクを通して不要な周波数を捕捉し、ノイズキャンセリングのための反波を発生させる。 このアンチウェーブは、エンジン回転数やエンジン速度に基づいて生成される場合もあります。
• オーディオエンハンサー： 乗客がシート中心のオーディオ・レンダリングを体験できるようにするため、今日の自動車OEMは、サラウンドを備えたオーディオ・コンポーネントの仮想配置を活用している。このような構成は、車両の速度やその他の車内ノイズを考慮し、望ましいエンターテイメントオーディオレベルを維持することが可能です。

ECUが進化し続けるにつれて、車載オーディオ体験のパラダイムが大きく変化していくことが予想されます。