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基于新思+高通BT方案的智能語音頭盔方案設計

大大通 ? 2023-03-23 11:09 ? 次閱讀

Hi 大家好,歡迎登陸大大通平臺。之前我有上了兩款有關新思DSP的方案給大家,得到了很多客戶的青睞。
也有客戶在問是否有低成本高品質的方案介紹呀?經過我們對市場的分析,現在的電子產品越來越智能化,當然我們的產品必須要跟上潮流,這里我們提出“智能頭盔”的方案推薦給大家。


這里我要介紹的智能頭盔方案,主要挑在這在市場上應用范圍最廣,開發難度最大的半盔上。


方案要介紹的“智能”,主要體現在通話降噪(包括降環境音和風噪聲)、AI語音喚醒這兩大塊。

大家都知道在騎行的時候突然來電是很不方便操作的,即使手動接通了交流起來也很不方便,并且非常的不安全。如果你的頭盔有了這套智能裝置,接通電話時只需要語音喚醒接通就可以,騎行的過程中也不影響你的通話質量(因為有我們的算法保駕護航),并不影響騎行,非常安全。

應用場景,可以在快遞員、外賣員、普通家庭電動車騎手。


如下的設計是我們采用算法芯片為DBM10L ,主控為Qualcomm的QCC3024藍牙芯片。

產品設計上包含了硬件和軟件的開發工作:

硬件方面設計:

原理圖的設計,可以參考datasheet中的第4-3章節中的原理圖描述部分:


1)、與主控的控制傳輸接口選用 SPI的端口

2)、引出reset、Rx_read、ExTINIT。

3)、音頻傳輸采用I2S端口。

整體的可以參考如下(以下為我們自己開發的Demo板),我們EVB的設置原理圖,具體的可以聯系我們的硬件工程師


PCB板設置,大家可以參考“pdf”技術文件,注意其差分電路的設計布局、以及信號線部分的設計。

參考如下(以下為我們自己開發的Demo板):

poYBAGQbwwSAf-aSAA0Y1rPSsw8005.png


軟件方面大體介紹:

該方案的軟件主要分兩大塊:

主控QCC3024藍牙模塊部分的軟件設計:

這塊的軟件主要在使用SPI接口、Interrupt接口、I2S接口的使用,還有就是BT系統的使用。

其Interrupt、I2S的使用我們default的軟件里面都有現成的接口,BT系統的調試以及使用,也是有大量的博文以及方案上都有講解到。


在SPI上我們需要注意配置上的一些參數:
新思DSP算法上的軟件設計以及移植工作:

1)、DBM10L芯片是需要運行自己的算法固件的,其固件的啟動程序是放到主控的flash里,每當設備開機時主控IC會通過SPI給D10L加載一次固件,激活D10L。這也就是固件中的Init_Device工作。

2)、在DBM10L固件上我們需要用到雙MIC voice call、降噪(降環境音、降風噪)的算法和AI(智能語音)的模型以及beamforming技術的加載。

對于我們方案的應用,需要實現AI和voice call + AI的工作場景。當不處于voice 模式下,頭盔只需要運行AI的算法、否則執行 voice call+AI的雙并算法。

比如常見的AI是可以分為一階、二階或者多階的喚醒要求,這完全取決于客戶項目需求,我們這是都可以做到的。
AI的語音也是客戶可以自己隨意設定,我們可以根據客戶自己的要求來訓練不同的AI語音。

比如常見的AI指令有“接聽電話、掛斷電話、上一曲、下一曲、音量+、音量-、靜音”等等

調試階段:

SPI數據傳輸、寄存器讀寫調試與檢驗:

DBM10L的MIC錄音調試:

錄音后的音質數據分析:

藍牙主控與DBM10L的整體效果調試:

?產品實體圖

pYYBAGQbwwSAetHcAAmfyDoPiOE605.png

?展示板照片

pYYBAGQbwwWANr6sAAkgZIoKr0w988.jpgpoYBAGQbwwSAEo4qAAeFMaUTl_k530.jpg

?方案方塊圖

poYBAGQbwwSAahrzAADoXTH1lEM464.png

?核心技術優勢

主控QCC3024硬件規格:
1、90-ball 5.5 x 5.5 x 1.0 mm 0.5 mm pitch VFBGA
2、藍牙5.1規格、DSP最高頻率120MHz
3、一路SPI,支持主或從模式,速率高達15.4 Mbps
4、支持APTX、AAC、SBC codec
5、三核處理器架構與低功耗應用
6、輸出支持立體聲

DBM10L芯片簡介: DBM10L是一款超低功耗、小尺寸、高性價比的人工智能(AI)/機器學習(ML)、語音和傳感器處理器。 它適用于智能手機、平板電腦、可穿戴設備和可聽設備等電池驅動設備,包括TWS(True Wireless)耳機、遙控器等智能家居設備。 DBM10L可提供AI/ML、語音和傳感器應用,包括語音觸發(VT)、語音認證(VA)、語音命令(VC)、降噪(NR)、聲學回聲消除(AEC)、 聲音事件檢測(SED)、接近度和手勢檢測、傳感器數據處理和均衡器功能。

DBM10L包括低功耗DSP處理器、神經網絡(NN)處理器、嵌入式存儲器以及用于與系統中其他設備(如應用處理器(AP)、編解碼器、麥克風和傳感器)通信的串行和音頻接口

DBM10L具有ML功能,使用DSP集團的NN處理器Net-Lite。 Net-Lite是一個獨立的硬件引擎,旨在處理NN推斷。Net-Lite經過優化,可實現每單位能量的最大效率。這導致了中小型網絡的超低功耗。

DBM10L支持用于引導和控制的外部主機接口,

速度如下:

SPI:高達25 Mbps

I2C:最高3 Mbps

UART:高達6 Mbps

DBM10L SPI Slave主要用于快速下載DBM10L的內部RAM

功能包括:

?主/從功能

?兩個256x8 Tx/Rx FIFO

?SPI_CLK頻率:從機和主機模式下高達25 MHz

?SPI模式0和3

?單幀和塊傳輸 DBM10L SPI Master用于控制外部傳感器、編解碼器和從外部串行閃存引導。

SPI主功能包括:

?主/從功能

?兩個32x16 Tx/Rx FIFO

?SPI_CLK頻率:主模式下高達25 MHz

?可配置的幀長度為3-16位

?SPI模式0和3

?單幀和塊傳輸

?方案規格

該方案的MUC,我們采用的是Qualcomm 的QCC3024藍牙芯片,與新思芯片的傳輸接口是通過SPI接口,因為SPI的傳輸速度快而又穩定。

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