面向软件定义车辆
的以太网音频

探索意法半导体如何通过车载以太网骨干网络实现座舱音频分布式传输，支持软件定义车辆区域架构、同步音频传输，并降低线束复杂性。

随着汽车向区域式及软件定义架构演进，音频分发不再局限于专用的点对点布线方式。车载以太网使得音频可通过共享骨干网络进行流式传输，有助于简化系统设计，同时支持可扩展的座舱音频方案。

此方法对于新一代汽车尤为重要——多区域音频、集中式处理以及基于软件的动态功能集成正日益普及。

意法半导体Stellar G平台通过为分布式车载系统提供实时处理、网络集成与同步能力，有力支撑了这一演进。

传统音频架构通常依赖主机、放大器、麦克风与区域控制器之间的专用线缆。随着车辆平台日益复杂，这将导致以下问题：

• 线束尺寸与布线复杂度增加
• 系统成本及制造工作量上升
• 各区域之间的同步挑战加剧
• 不同车型配置下音频功能的适配难度增大
   

通过将音频分发迁移至车载以太网，OEM和一级供应商能够使音频功能与区域式车辆架构更紧密地协同，同时减少对专用音频线缆的依赖。随着车辆架构向更加区域化的控制方式演进，基于以太网的音频传输为实现优质座舱音频体验提供了一种可扩展的高效方案。

此PoC参考方案展示了一个由以下部分构成的实际架构：

• 一个中央处理单元
• 通过以太网骨干网络连接的一个或多个区域ECU/ZCU
• 音频端点，包括放大器、麦克风、AUX输入以及车载音响设备
• 嵌入式硬件功能，如基于MSP、I2S或TDM的串行化音频传输、媒体时钟恢复和节点级同步
• 由生态系统合作伙伴提供的软件解决方案
   

  在此配置下，音频流采用音视频桥接 (AVB) 协议进行传输，该协议专为通过以太网传输高质量媒体流而设计。利用Stellar MCU内置的同步和带宽预留功能，音频数据经由以太网发送，并在目标端精确重建。这确保了精准的时间对齐和可靠的时钟恢复，从而带来无缝的聆听体验

以太网音频传输需要音源端和目标端具备确定性时序，以确保播放同步并避免可感知的延迟波动。

本PoC参考方案基于同步音频流传输构建，采用了专为时间敏感型应用设计的音频传输协议和网络定时机制。在系统层面，这有助于实现：
 

• 跨分布式节点的同步播放
• 稳定的媒体时钟恢复
• 低抖动音频重建

在网络条件变化时保持一致的音频表现
 

技术基础：

•  IEEE 1722 AVTP，用于音频传输
• IEEE 802.1AS/PTP，用于时间同步
• 用于时间敏感型数据流的以太网队列与流量整形

意法半导体Stellar G6汽车级MCU平台非常适用于区域式车载以太网音频方案，因为它能够集成以下关键能力：
 

• 区域应用的实时控制任务
• 专用以太网通信
• 媒体时钟恢复
• 音频流处理
• 同步与定时支持
• 节点级系统协调
• 原生音频接口，如I2S/TDM 

该PoC参考方案中展示的平台概念，说明了区域控制器单元 (ZCU) 如何在一个节点内将以太网连接、音频接口与嵌入式处理相结合，以支持座舱音频方案。

该PoC参考方案材料证明，车载以太网音频能够支持：

• 分布式座舱音频流传输
• 多通道音频传输
• 多个音频端点
• 线缆插拔测试下稳定运行 
• 系统负载变化时无缝工作

参考方案验证的成果此概念验证 (PoC) 参考方案验证了在区域制架构下通过以太网传输音频的能力，包括同步播放、分布式端点以及在动态工作条件下的稳健性。该方法展示了实时处理、同步与网络化分发如何协同工作，以支持跨多个区域的座舱音频。

此类演示可帮助工程团队：

• 评估架构可行性
• 评估时序和同步行为
• 验证集成策略
• 探索分布式音频拓扑
• 对比下一代汽车平台的架构实现方案

车载以太网音频不仅仅是一次传输方式的变革。它是向软件定义车辆这一更广阔架构演进的一部分。在SDV中，各项功能日益趋向集中化、网络化，并可通过软件进行灵活适配。  音频分发是一个典型例证，展示了传统上以硬件为中心的子系统如何从中受益。 

对于音频系统而言，这意味着：

• 对固定布线拓扑的依赖降低
• 与区域式车辆域更好地对齐
• 新音频功能的集成更加灵活
• 可扩展的座舱音频分发方案
   

  由此可见，以太网音频是SDV转型过程中不可或缺的重要部分。

该PoC参考方案还表明，车载以太网音频依赖于更广泛的软件环境，包括：

• 以太网MAC和物理层支持
• 同步服务
• VLAN/网络配置要素
• 传输层与控制层
• 嵌入式应用集成

这进一步表明，该方案不仅仅是一个连接功能，更是一个涵盖硬件、软件与时序协调的完整系统概念。

意法半导体Stellar G6能够为分布式车载系统中的实时处理、时序控制与车内通信需求提供支持，具体包括：

• AVTP音频传输
• 时间同步
• 网络配置
• 嵌入式音频
• 支持ZCU上的协议栈集成

所呈现的参考设计为与汽车生态系统合作伙伴（包括提供以太网协议栈的AutoCore）的协作奠定了坚实基础。
 

它展示了基于区域控制器的音频架构如何通过软硬件联合开发，从概念走向系统级集成。
 

这对于正在探索以下方向的团队尤为重要：

• 集成音频功能的区域ECU
• 基于以太网的分布式媒体系统
• 可扩展的座舱声学方案
• 面向量产平台的集成策略

与AutoCore的联合解决方案已实现低于两毫秒的端到端延迟，意法半导体在纽伦堡举行的2026国际嵌入式系统展上进行现场演示：

基于以太网的音频解决方案硬件：演示用ZCU解决方案开发板及用于音频功能增强的ZCU音频扩展板：

它是一种架构，通过以太网骨干网络传输音频数据，而非依赖多条专用音频连接线路。

因为软件定义车辆依赖于灵活、网络化且可由软件管理的架构，这种架构能够跨不同车辆平台进行扩展。

Stellar G6有助于满足分布式汽车系统中对实时处理、时序控制以及车载通信的要求。