基于新思+高通BT方案的智能語音頭盔方案設(shè)計

Hi 大家好，歡迎登陸大大通平臺。之前我有上了兩款有關(guān)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(zhì)的方案介紹呀？經(jīng)過我們對市場的分析，現(xiàn)在的電子產(chǎn)品越來越智能化，當(dāng)然我們的產(chǎn)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(yīng)用范圍最廣，開發(fā)難度最大的半盔上。

方案要介紹的“智能”，主要體現(xiàn)在通話降噪（包括降環(huán)境音和風(fēng)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(zhì)量（因為有我們的算法保駕護(hù)航），并不影響騎行，非常安全。

應(yīng)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(shè)計是我們采用算法芯片為DBM10L ，主控為Qualcomm的QCC3024藍(lán)牙芯片。

產(chǎn)品設(shè)計上包含了硬件和軟件的開發(fā)工作：

硬件方面設(shè)計：

原理圖的設(shè)計，可以參考datasheet中的第4-3章節(jié)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(fā)的Demo板)，我們EVB的設(shè)置原理圖，具體的可以聯(lián)系我們的硬件工程師。

PCB板設(shè)置，大家可以參考“pdf”技術(shù)文件，注意其差分電路的設(shè)計布局、以及信號線部分的設(shè)計。

參考如下(以下為我們自己開發(fā)的Demo板)：

軟件方面大體介紹：

該方案的軟件主要分兩大塊：

主控QCC3024藍(lán)牙模塊部分的軟件設(shè)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(tǒng)的使用。

其Interrupt、I2S的使用我們default的軟件里面都有現(xiàn)成的接口，BT系統(tǒng)的調(diào)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(shù)：
新思DSP算法上的軟件設(shè)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(dāng)設(shè)備開機(jī)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(huán)境音、降風(fēng)噪）的算法和AI（智能語音）的模型以及beamforming技術(shù)的加載。

對于我們方案的應(yīng)用，需要實現(xiàn)AI和voice call + AI的工作場景。當(dāng)不處于voice 模式下，頭盔只需要運行AI的算法、否則執(zhí)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(shè)定，我們可以根據(jù)客戶自己的要求來訓(xùn)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(diào)試階段：

SPI數(shù)據(jù)傳輸、寄存器讀寫調(diào)試與檢驗：

DBM10L的MIC錄音調(diào)試：

錄音后的音質(zhì)數(shù)據(jù)分析：

藍(lán)牙主控與DBM10L的整體效果調(diào)試：

?產(chǎn)品實體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

主控QCC3024硬件規(guī)格:
1、90-ball 5.5 x 5.5 x 1.0 mm 0.5 mm pitch VFBGA
2、藍(lán)牙5.1規(guī)格、DSP最高頻率120MHz
3、一路SPI，支持主或從模式，速率高達(dá)15.4 Mbps
4、支持APTX、AAC、SBC codec
5、三核處理器架構(gòu)與低功耗應(yīng)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(jī)器學(xué)習(xí)（ML）、語音和傳感器處理器。 它適用于智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備和可聽設(shè)備等電池驅(qū)動設(shè)備，包括TWS（True Wireless）耳機(jī)、遙控器等智能家居設(shè)備。 DBM10L可提供AI/ML、語音和傳感器應(yīng)用，包括語音觸發(fā)（VT）、語音認(rèn)證（VA）、語音命令（VC）、降噪（NR）、聲學(xué)回聲消除（AEC）、 聲音事件檢測（SED）、接近度和手勢檢測、傳感器數(shù)據(jù)處理和均衡器功能。

DBM10L包括低功耗DSP處理器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NN）處理器、嵌入式存儲器以及用于與系統(tǒng)中其他設(shè)備（如應(yīng)用處理器（AP）、編解碼器、麥克風(fēng)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(tuán)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(jīng)過優(yōu)化，可實現(xiàn)每單位能量的最大效率。這導(dǎo)致了中小型網(wǎng)絡(luò)的超低功耗。

DBM10L支持用于引導(dǎo)和控制的外部主機(jī)接口，

速度如下：

SPI：高達(dá)25 Mbps

I2C：最高3 Mbps

UART：高達(dá)6 Mbps

DBM10L SPI Slave主要用于快速下載DBM10L的內(nèi)部RAM。

功能包括：

?主/從功能

?兩個256x8 Tx/Rx FIFO

?SPI_CLK頻率：從機(jī)和主機(jī)模式下高達(dá)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(dǎo)。

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(dá)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(guī)格

該方案的MUC，我們采用的是Qualcomm 的QCC3024藍(lán)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(wěn)定。