部署主动式声浪设计并投入大规模量产

正如史蒂芬·柯维 (Stephen Covey) 在他的畅销书中所描述的那样，“以终为始”是高效能人士的七个习惯之一，也是在设计复杂产品时容易引起共鸣的原则。以主动式声浪为例：先要进行设计，然后在汽车中验证，最终部署到目标车辆上。部署主动式声浪设计并投入大规模量产，这意味着主动式声浪需要运行在特定的一级音频硬件系统上。声浪设计师在塑造与品牌认知度相匹配的内外部场声浪方面会给出重要意见。但他们应始终遵循最终目标，即这种声浪要部署在量产车中。在实践中，这意味着应提供一种策略部署在一级供应商的嵌入式音频硬件中。

主动式声浪设计是一种方法

主动式声浪设计 (ASD) 是一种方法，除了功能性声浪外，还可以生成有意义的声浪并在车辆（内外部）循环重播，以提高内部声品质（内部要求），同时要确保行人安全（外部要求）。

为什么工程师希望给车辆添加声浪？首先，因为他们必须这样做。电动和混合动力汽车在低速行驶时几乎不发出噪音。这会给路上行人和骑自行车的人等所谓的弱交通参与者造成潜在的危险场景。对视障人士和儿童尤为如此。在行人过马路的场景中，听觉反馈会成为危险的早期预警。

因此，我们“必须”在车辆外部添加声浪！而车辆内部也有办法做到这一点，“因为我们可以做到”。电动机会产生显著的扭矩，只要驾驶员触碰油门，这些扭矩立即可用。但是，后部的巨大推动力并未能与车辆动态匹配的声浪相辅相成。

在处理车辆声浪时，不仅要确保每个组件发出“正确”的声音，设计师还必须确保这些声音的交互效果听起来不错。

电动汽车噪声分析暴露出新的噪声源。这些声音传统上被内燃机噪声掩盖，如今在电动汽车中可以听到。在更高的速度下，道路噪声和风噪声变得更加重要，实际上它们是噪声的重大源头。其他系统和组件（例如暖通系统或电池冷却系统）也可以在车内听到。

设计师为车辆设计主动式声浪时，会考虑所有这些噪声源。这些声音与人为添加声浪的混响是设计过程中的一大关键考量。因此，在目标车辆中进行验证相当关键，并且要允许对声浪进行最终调试。这也可以在车辆模拟器上部分前置。

部署主动式声浪设计并投入大规模量产并非是如下情形：“让我们聘请一位声浪设计师来创作一款声浪，然后我们把它放在车里。”实际上，它需要遵循很有特色的三个步骤方法，如下图所示。它们依据目标是设计外部 AVAS 声浪还是内部声浪而略有不同。但这两个过程的步骤在很大程度上是一致的。在工作室设计，在车内验证和调试，然后投入大规模量产。

设计阶段

在设计阶段，声浪设计师从白板开始。他们的目标是定义汽车原始设备制造商、车辆组合和单个车型的品牌身份。

尽管声浪设计是一项创造性的实践，但也需要循序渐进地完成。品牌声音探索是一个确定车辆应具备哪些属性的过程。可通过基于规则的方法来实现。它需要经过多次迭代和与关键利益相关者访谈，方能得出结果。这其中涉及设计师、工程师以及潜在的未来买家和驱动力量。他们采用听审团测试等技术。这些规则可能乍看之下非常主观，声浪设计师的目标是用声音样本来表示他们的个性主张。这共同定义了我们希望在主动式声浪设计中追溯的品牌声音。

在早期阶段，可利用真实车辆的驾驶配置记录文件来评估声浪特征。有关更多信息，请阅读这篇博客文章！

验证阶段

在验证阶段，声浪设计师希望将工作室中设计的声浪带入目标车辆。要知道，工作室里的任何设计都必须在车上进行验证。

声浪模型需要在车辆声浪模拟器或甚至是真实车辆原型上进行测试。这一点很关键，可确保工作室的声浪模型在车辆中听起来不会有所不同。真人驾驶员与生成声浪的交互只能在真实环境中进行测试。此时，需要与车辆进行实时交互，以获取影响主动式声浪的参数。

获取声浪特征并将其连接到 CAN 总线需要使用专用硬件。用于大规模量产的一级音频硬件很可能尚未上市（即使已选择）。此外，原型目标车辆通常尚不可用，此时将使用骡子车。这是一辆颇具代表性的现有车辆，通常基线内部噪音较小。因此，需要会用一个音频开发单元，其中包含与真正的一级音频系统相同的组件。

部署阶段

正如开头所说，请始终遵照“以终为始”的原则！对于主动式声浪设计，这意味着在设计一开始，应设定最终目标：将声浪实施到目标车辆的大规模量产中。 更具体地说，声浪需要在汽车原始设备制造商选择的一级音频硬件上运行。这种硬件不仅可以管理 ASD，还可以集成车辆中运行的所有其他音频进程，例如信息娱乐系统、手机蓝牙、导航、警告声和主动式降噪。

要了解 ASD 的实施，需要了解此类硬件的工作原理。首先，它通常包含多个音频 DSP 芯片，芯片供应商包括 Analog Device、NXP Semiconductors 和 Texas Instruments。这些芯片通常内部 RAM 内存较小。它们集成在具有闪存的硬件音频板上，音频版可以存储一些音频样本，并在使用时加载到音频 DSP RAM 中。最后，还有 USB/UTP 接口与设备、音频总线和音频输入/输出进行通信。

在此硬件上运行一个称为框架的应用。该框架由适用于嵌入式硬件设备的编程工具（如 Code Composer Studio 或 AUTOSAR）制作。需要使用该编程工具的特定编译器编译代码，然后在硬件上刷写。

在此类硬件系统上部署主动式声浪设计特征并投入大规模量产时，存在两个主要挑战。首先，声浪特征需要在框架上运行。如果理想设计的声浪需要在框架中从头开始重新编程，将会造成资源浪费。此外，对嵌入式硬件代码进行编程既不是声浪设计师的工作，他们也不具备相关技能。

实施 ASD 的第二个挑战是需要在车辆上验证和调整声浪特征。如果对声浪的每次更改都会导致初始编程的更改，那必定不是个高效的过程。然后重新编译代码，将其闪存到芯片上，并将硬件板放回车辆中。只有这样，设计师方能对其进行测试......

这两项挑战的解决方案是将声浪合成库与框架集于一体。这正是 Simcenter Testlab Sound Designer 所采用的做法。集成的方式是声浪库采用框架编译。随后即可在音频 DSP 上运行，允许访问闪存并通过 1 个接口进行通信。这将支持声浪设计工具通过 USB 或 UTP 与该库进行通信。如此即可将全新的签名转储到音频硬件中，无需重新编译代码。此外，可实时更新一些参数，并即时听到效果。

下面我来总结一下.....

主动式声浪设计应是个涵盖部署阶段的过程。如果设计和验证阶段的输出必须是个传递给一级音频供应商的单一声浪样本，那将是个糟糕的部署策略，因为后者不得不让声浪设计师团队想办法再现声浪。

有鉴于此，声浪设计解决方案的强大之处在于能够将其创建的内容部署到嵌入式音频硬件系统中。

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