Microchip представила микросхему, которая берёт на себя всю работу по передаче звука через автомобильный Ethernet — без внешнего микроконтроллера и без сторонних программных стеков. Разработчику остаётся только сконфигурировать чип под свою задачу.
LAN9360 — это первое аппаратное решение аудиоконечной точки (audio endpoint) для стандарта AVB (Audio Video Bridging), выполненное в виде однокристального Ethernet-контроллера со встроенными протоколами. Его задача — связать между собой устройства автомобильной информационно-развлекательной системы через сеть Ethernet AVB: громкоговорители, усилители, микрофоны, навигационные системы, радиоприёмники и «умные» подголовники.
По сути микросхема работает мостом между сетевой стороной и локальными цифровыми аудиоинтерфейсами. Со стороны сети — Ethernet AVB, со стороны аппаратуры — I2S (Inter-IC Sound), TDM (временное разделение каналов, Time Division Multiplexing) и PDM (плотностно-импульсная модуляция, Pulse Density Modulation). Звук, пришедший из сети, отдаётся на любой из этих интерфейсов, и наоборот.
Что реализовано внутри кристалла
Передача звука по Ethernet AVB поддержана целиком, и это ключевой момент: всё, что обычно приходится собирать из чужих программных компонентов, здесь уже лежит в кремнии. В состав входят:
обобщённый протокол точного времени gPTP (generalized Precision Time Protocol) — общая временная шкала для всех узлов сети;
механизм временных меток (timestamping), без которого невозможна синхронная многоканальная выдача звука;
транспортные протоколы передачи аудиопотоков;
защита контента HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection).
Отдельно заявлены доверенная загрузка (secure boot) и защищённое удалённое обновление через Ethernet — то есть прошивку узла можно менять по сети уже в собранном автомобиле.
Чем это отличается от привычного подхода
Классическая схема построения AVB-узла требует SoC-микроконтроллера и программного стека от стороннего поставщика — со всеми вытекающими: интеграция, отладка, лицензии, зависимость от чужих сроков. LAN9360 программной интеграции не требует вовсе. Разработчик просто конфигурирует микросхему под собственные требования к звуку и сети, и на этом работа заканчивается.
Маттиас Кестнер (Matthias Kaestner), вице-президент автомобильного направления Microchip, формулирует это так: устройство работает «из коробки» и позволяет инженерам не тратить месяцы на написание кода и не брать на себя технические риски, связанные с привлечением сторонних интеграторов.
Практическое подтверждение уже есть. Пьеррик Лабо (Pierrick Labeau), руководитель НИОКР в FIAMM Horn & Antennas (группа Elettra 1938), отмечает, что при поиске AVB-решения для линейки автомобильных выносных тюнеров LAN9360 дал возможность быстро вести разработку на проверенной платформе, не меняя уже существующее программное обеспечение.
Соответствие стандартам
Микросхема прошла проверку на совместимость с отраслевыми стандартами Ethernet для протоколов AVB. Подтверждено соответствие спецификациям IEEE 802.1BA-2011, IEEE 802.1AS, IEEE 1722 и IEEE 1733. Кроме того, устройство сертифицировано по требованиям к совместимости и надёжности AVB, установленным консорциумом Avnu Alliance.
Окружение: с чем строить систему
LAN9360 встраивается в общую линейку Ethernet-продуктов Microchip для автомобильных разработчиков. Рядом с ним в системе логично работают:
LAN8770 — приёмопередатчик физического уровня 100BASE-T1, одноportовый и недорогой, соответствует спецификации IEEE 802.3bw-2015. Обеспечивает приём и передачу 100 Мбит/с по одной неэкранированной витой паре (UTP).
TA100 (Trust Anchor) — защищённый элемент из семейства микросхем безопасности CryptoAutomotive. Отвечает за аутентификацию кода, доверенную загрузку и защиту аудиоконтента по HDCP.
Средства разработки, корпус и поставка
Для конфигурирования LAN9360 предлагаются отладочная плата и среда MPLAB Network Creator — бесплатный графический конфигуратор с наглядным интерфейсом. Он позволяет быстро сформировать конфигурационные файлы для аудиоконечной точки, а также выполнять полное обновление прошивки или конфигурации микросхем удалённо, через Ethernet.
Микросхема доступна для объёмных заказов в корпусе TFBGA (Thin Profile Fine Pitch Ball) со 100 выводами. Подробности — на сайте www.microchip.com.
