1.音频传输系统需求

音频是智能座舱的核心功能，涵盖车载音响、语音识别、e-Call、消噪及回声消除等应用，随着汽车智能网联化的发展，对音频的开发要求也越来越高。传统的车载音频系统采用模拟并行音频信号传输方式，难以在功能增加与整车轻量化（线缆的重量及成本减少）之间取得均衡。

为了解决智能座舱空间中的音频问题，连接多个车内音频设备，需要有性能更高，效果更好的音频总线，用来连接和构建功能更丰富的车载音频系统。车载以太网100BASE-T1便成为了首选。

2.音频传输AVB系统架构介绍

以太网音视频桥接技术（Ethernet Audio/Video Bridging，又称“Ethernet AVB”，以下简称AVB）是一项新的IEEE802标准，其在传统以太网络的基础上，通过保障带宽（Bandwidth），限制延迟(Latency）和精确时钟同步（Time synchronization），以支持各种基于音频、视频的网络多媒体应用。AVB关注于增强传统以太网的实时音视频性能，同时又保持了100%向后兼容传统以太网及车载以太网等，是极具发展潜力的下一代网络音视频实时传输技术。

其中，在音频系统中，AVB可以被用来传输不同设备之间的数字音频信号。例如从智能座舱SOC向音频功放盒子Amplifier Box传输多个通道的音源信号；或者从一个收音机盒子向智能座舱SOC传送数字声音信号；或者从一个外部设备(笔记本电脑)向智能座舱SOC传输音视频信号，等等。如下图所示是一个典型的AVB网络拓扑图。

Talker：输出音视频数据的终端节点，也称为Source，例如麦克风等。

Listener：接收音视频数据的终端节点，也称为Sink，例如扬声器等。有些设备既可以是Talker，也可以同时是Listener，例如智能座舱SOC。

AV Bridge：支持AVB协议的音视频网关，例如以太网交换机等。

3.基于AVB交换机和端点搭建AVB系统

AVB交换机是一种专门设计用于支持音视频网络传输的以太网交换机，‌它基于IEEE 802.1音视频桥接（‌AVB）‌标准，‌旨在提供低延迟、‌全同步的音视频流信息传输。‌AVB交换机通过保障带宽、‌限制延迟和精确时钟同步，‌增强了传统以太网的实时音视频性能。

SW100TSN是一款功能强大的AVB交换机，其具备低延迟和高同步性，通过流量保留和整形，提供低延迟、‌全同步的音视频流信息传输。‌支持TSN时间敏感协议，‌依赖于精准时间同步协议（g‌PTP）‌确保音视频流的低延迟和高同步性。‌

AE100T1是一款

系统架构如下：

序号	名称	产品型号	产品特点	数量
1	AVB交换机	SW100 TSN	产品特点： 5通道100BASE-T1，泰科MATEnet接口； 1通道100/1000BASE-T，以太网RJ45接口； 基于串口UART配置管理； 支持TSN协议，作为BC时钟。	1
2	Talker	AE100T1-Talker	产品特点： 1通道100BASE-T1，泰科MATEnet接口； 1通道音频模拟输入，3.1英寸音频口 支持IEEE 1722 AVTP 支持802.1AS	1
3	Listener	AE100T1-Listener	产品特点： 1通道100BASE-T1，泰科MATEnet接口； 1通道音频模拟输出，3.1英寸音频口 支持IEEE 1722 AVTP 支持802.1AS	4
4	音频输入	-	模拟音频输入或LINE IN 3.1英寸音频口	1
5	音响设备	-	带功放扬声器或低于5w的喇叭或耳机 3.1英寸音频口	4
6	电脑	-	用于采集AVB报文，监控，配置等。	1

4. AVB协议介绍

AVB的协议栈如下图所示：

可以看出，AVB主要是链路层的协议，它和传统的TCP/IP协议栈是并列共存的关系。其实，AVB协议栈不仅包括了带宽预留和时钟同步协议，还包括其他一些辅助协议，主要协议如下：

IEEE Std 802.1AS-2011：精确时钟同步协议(Generalized Precision Time Protocol，简称gPTP），用来将网络内所有节点的时钟同步同步到同一个主时钟。

IEEE Std 802.1 Qat：带宽预留协议（Stream Reservation Protocol，简称SRP)，用于音视频流的动态带宽分配。

IEEE Std 802.1 Qav：流量整形协议（Forwarding and Queuing for time-sensitive streams，简称FQTSS)，负责对流量进行排队、转发管理，用于交换机中传输控制和帧的中间缓冲。

IEEE Std 1722-2016：音视频传输协议（Audio Video Transport Protocol，简称AVTP)。

IEEE Std 1722.1-2013：音视频管理协议（Audio Video Discovery, Enumeration, Connection management, and Control protocol，简称AVDECC)，负责服务发现，节点能力遍历，链接管理等控制功能。

IEEE Std 1733-2011：基于AVB的RTP/RTCP传输协议（Layer 3 Transport Protocol for Time Sensitive Applications in Local Area Networks)，它主要是将传统的RTP/RTCP流映射到二层的AVB流，使用layer 2 中AVB的性能，从而降低延时、提高同步精度。

5.搭建AVB系统能够解决哪些问题

AVB能够解决智能座舱音频播放中的2个主要问题：延时问题和同步问题。

延时问题：网络传输存在延时，或者不同来源的网络流存在竞争性关系。AVB通过预留带宽和QOS设置，保证传输延时小，实时性好。

同步问题：分为媒体时钟同步和播放时间同步。

媒体时钟同步：不同的媒体设备具有不一样的时钟源。例如，AVB中的talker和listener是不同的设备，它们的参考时钟源可能并不相同。如何保证它们具有相同的采样频率？通过802.1AS(gPTP协议)，所有这些媒体设备的时钟源都映射到相同的gPTP时间，这样就实现了媒体时钟同步。从而保证talker和listener设备可以使用相同的采样率进行采集和播放。

播放时间同步：talker可以指示接收方在未来的某个时间点播放。当AVB系统中具有多个listener时，可以合理安排好各设备的播放时间，使得它们可以在未来的同一时刻同时播放。

AVB在智能座舱中的一个实际应用场景，是智能座舱中有多个扬声器。通过AVB传输音频信号到各扬声器，由于gPTP协议保证了所有扬声器的时钟是同步的，而后通过播放时间同步，使得各扬声器同时进行播放。