Một khoang xe yên tĩnh không đến từ loa đắt tiền, mà đến từ việc tín hiệu đi đúng giờ. Ông George Chia, Giám đốc Kinh doanh khu vực ASEAN của Analog Devices, giải thích vì sao 62 micro giây lại là con số quyết định, và vì sao mạng nhanh nhất trên xe vẫn không phải là mạng phù hợp nhất cho tiếng động.
Bó dây mà không người mua xe nào nhìn thấy
Một mẫu xe hạng sang bán ra hôm nay có thể mang trên mình vài chục micro và loa, trải từ trụ A tới hàng ghế cuối. Chúng phục vụ những việc mà mười năm trước không ai nghĩ hệ thống âm thanh phải làm, gồm khử tiếng ồn mặt đường theo thời gian thực, tách giọng người nói ở hàng ghế thứ ba, và nhận lệnh thoại giữa lúc điều hòa chạy hết công suất.
Mỗi thiết bị trong số đó đều phải nối về bộ xử lý trung tâm bằng dây. Khi mỗi micro kéo một bó dây riêng, tổng chiều dài cáp trong khoang xe tăng theo cấp số nhân của số điểm thu phát, kéo theo trọng lượng, chi phí và số mối nối có thể hỏng. Đây là bài toán mà chuẩn A²B của Analog Devices giải bằng cách đổi hẳn hình học của mạng.
62 micro giây, con số quyết định khoang xe yên tĩnh hơn hay ồn thêm
Người nghe nhạc qua tai nghe không dây đã quen với độ trễ hàng chục mili giây mà vẫn thấy bình thường, nên con số 62 micro giây thoạt nhìn giống một cuộc đua thông số vô nghĩa. Vấn đề nằm ở chỗ khử tiếng ồn mặt đường không phải là phát nhạc, mà là một vòng phản hồi. Hệ thống thu tiếng ồn bằng micro hoặc cảm biến rung, tính ra sóng ngược pha, rồi phát sóng đó ra loa sao cho hai sóng gặp nhau và triệt tiêu lẫn nhau ngay tại tai người ngồi trong xe.
Phép cộng đó chỉ đúng khi sóng ngược pha tới đúng thời điểm. Nếu tín hiệu tới muộn, sóng phát ra không còn ngược pha nữa, và tới một mức lệch nhất định thì nó cộng vào sóng ồn thay vì trừ đi. Ông George Chia mô tả cơ chế này bằng đúng ngôn ngữ kỹ thuật của nó.
Nếu thời gian không nhất quán, loại ứng dụng hoạt động theo cơ chế vòng phản hồi này sẽ trở nên phức tạp hơn và kém hiệu quả.
Ở mức 62 micro giây, độ lệch pha với thành phần tiếng ồn tần số thấp gần như không đáng kể, nên sóng bù vẫn nằm đúng chỗ cần nằm. Điều quan trọng hơn con số tuyệt đối là tính xác định, tức là độ trễ đó không thay đổi khi mạng bận hay rảnh. Một mạng có độ trễ trung bình thấp nhưng thỉnh thoảng nhảy vọt sẽ khiến vòng phản hồi phải chạy theo một mục tiêu di động.
Về phần hành khách, họ không đọc được thông số nào cả, và ông George Chia thừa nhận điều đó.
Điều hành khách cảm nhận được không phải là một con số về độ trễ, mà là tính ổn định và hiệu quả của các ứng dụng theo thời gian thực, như khử tiếng ồn mặt đường.
Ethernet chở dữ liệu lớn, A²B chở thứ phải tới đúng giờ
Mạng Ethernet trên xe đang đóng vai trò xương sống, nối các bộ điều khiển vùng, camera, radar và hệ thống thông tin giải trí với nhau bằng băng thông lớn. Câu hỏi hợp lý là tại sao không dùng luôn xương sống đó để chở cả âm thanh, khi băng thông rõ ràng dư sức. Ông George Chia trả lời bằng cách phân biệt hai kiểu dữ liệu.
Đây là điểm mà một mạng đa dụng và một mạng chuyên dụng khác nhau về bản chất chứ không khác nhau về tốc độ. Ethernet được thiết kế để chở gói dữ liệu tới nơi, còn đường truyền âm thanh phải chở từng mẫu tín hiệu tới nơi vào đúng một thời điểm định trước.
Mặc dù Ethernet có thể hỗ trợ truyền dữ liệu âm thanh, thế mạnh chính của công nghệ này là xử lý dữ liệu có băng thông cao. Việc triển khai các vòng phản hồi thông qua Ethernet có thể phức tạp.
Khi ô tô được cập nhật như điện thoại
Xu hướng xe định nghĩa bằng phần mềm đặt ra một yêu cầu ngược đời cho phần cứng, đó là thứ lắp từ nhà máy phải chừa sẵn dư địa cho những tính năng chưa được viết ra. Một bó dây đủ dùng cho cấu hình hôm nay sẽ trở thành trần giới hạn cho mọi bản cập nhật về sau, vì không ai gọi khách hàng quay lại xưởng để đi lại dây trong nội thất.
Ông George Chia nói thẳng rằng việc đóng gói và bán tính năng ra sao là chuyện của từng hãng xe, còn phần Analog Devices đảm nhận là lớp nền kỹ thuật bên dưới.
Từ góc độ của ADI, công nghệ A²B 2.0 cung cấp nền tảng kỹ thuật để hỗ trợ sự linh hoạt này thông qua việc cung cấp số lượng kênh âm thanh nhiều hơn, độ trễ xác định thấp hơn và một đường truyền âm thanh chuyên dụng có kiến trúc đơn giản.
Mười năm và một sợi cáp không phải thay
Điểm mà các hãng xe quan tâm không kém gì thông số là chi phí chuyển đổi. Thế hệ mới dùng lại được toàn bộ cáp và đầu nối của thế hệ cũ, nghĩa là một mẫu xe đang chạy nền tảng A²B 1.0 có thể nâng cấp mà không phải thiết kế lại đường dây trong nội thất.
Đối với các nhà sản xuất mới chưa từng sử dụng A²B, công nghệ này không phải là một rào cản.
Khoang xe đang dần trở thành một mạng cảm biến, nơi micro không chỉ để gọi điện và loa không chỉ để nghe nhạc. Cùng bộ thiết bị đó phục vụ khử tiếng ồn, liên lạc giữa các hàng ghế, giám sát trạng thái người lái và cảnh báo bằng âm thanh, tức là những việc mà độ chính xác thời gian quyết định kết quả.
Ông George Chia cho biết ngoài âm thanh giải trí, A²B còn hỗ trợ các ứng dụng trong khoang xe dựa vào tín hiệu liên quan đến âm thanh, gồm micro, cảm biến rung, AVS và RNC. Về lộ trình mở rộng, ông không chia sẻ chi tiết sản phẩm cụ thể, chỉ nói châu Á vẫn là một thị trường ô tô quan trọng và Analog Devices sẽ tiếp tục đồng hành cùng khách hàng khi kiến trúc xe thay đổi.
Trong một chiếc xe, hai mạng đó không cạnh tranh nhau. Ethernet lo phần dữ liệu lớn và chấp nhận độ trễ thay đổi để đổi lấy băng thông, còn A²B lo phần phải tới đúng nhịp, nơi một gói tin đến muộn không làm chậm hệ thống mà làm hỏng kết quả.