（文章來(lái)源：EEWORLD）
音頻/語(yǔ)音用戶(hù)接口（VUI）是未來(lái)人機(jī)交互的一個(gè)重要的新興趨勢(shì)，將越來(lái)越多地用于智能家居控制、樓宇自動(dòng)化、智能零售、聯(lián)接的汽車(chē)、醫(yī)療等物聯(lián)網(wǎng)垂直領(lǐng)域，這涉及語(yǔ)音觸發(fā)、識(shí)別、處理技術(shù)，同時(shí)設(shè)計(jì)人員還面臨如何提高能效的挑戰(zhàn)。針對(duì)本地和云端，安森美半導(dǎo)體都有相應(yīng)的VUI方案，提供先進(jìn)的語(yǔ)音觸發(fā)、識(shí)別、處理、控制等功能，具備出色的計(jì)算能力和能效，確保卓越的用戶(hù)體驗(yàn)。

本地VUI以預(yù)存的詞或句為識(shí)別單位，說(shuō)話(huà)人可以是特定用戶(hù)也可以是非特定用戶(hù)，而云端VUI基于人工智能進(jìn)行語(yǔ)義理解和語(yǔ)音合成，說(shuō)話(huà)人是非特定用戶(hù)。本地VUI通過(guò)藍(lán)牙聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)，而云端VUI通常通過(guò)WiFi聯(lián)接。本地VUI的功耗和信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)更低，云端VUI具有更高的識(shí)別率和擴(kuò)展性。相對(duì)而言，本地VUI比云端VUI的功耗低。設(shè)計(jì)人員可根據(jù)特定應(yīng)用需求決定是用本地VUI方案還是云端VUI方案。

根據(jù)本地VUI方案的特點(diǎn)，它必須能進(jìn)行雙向語(yǔ)音通信，能識(shí)別非特定用戶(hù)語(yǔ)音，支持充足的指令和多種語(yǔ)言，可靈活擴(kuò)展，最好把波束成形和降噪等技術(shù)集成到單個(gè)芯片上以降低成本和減小占位。如安森美半導(dǎo)體的單芯片方案LC823450，含雙Cortex-M3核，集成數(shù)字信號(hào)處理（DSP）用作語(yǔ)音前端處理，SRAM提供1656k字節(jié)內(nèi)存，無(wú)需配備輔助內(nèi)存芯片，含兩個(gè)數(shù)字麥克風(fēng)I/F接口、兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器，包括回音消除、降噪等先進(jìn)功能，具備極高擴(kuò)展性、小占位，功耗超低，若結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴的語(yǔ)音控制技術(shù)如Sensory的TrulyHandsfree，支持喚醒詞和語(yǔ)音命令的定制，適用于家居自動(dòng)化和音樂(lè)播放的語(yǔ)音交互。

從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，云端VUI除了進(jìn)行語(yǔ)義理解和語(yǔ)音合成，還可推送各種服務(wù)，如智能語(yǔ)音助手除了可播放音樂(lè)、講故事，還支持智能零售，如打車(chē)、叫外賣(mài)等。當(dāng)前云端VUI的一個(gè)痛點(diǎn)是工作頻率較高，需外接存儲(chǔ)器和閃存，耗電量大，物料單（BoM）成本高。安森美半導(dǎo)體的音頻DSP系統(tǒng)單芯片（SoC）LC823455方案很好地解決了這些痛點(diǎn)問(wèn)題，集成4M RAM，無(wú)需外部存儲(chǔ)，除了CPU核外還含波束成形、降噪、回音消除功能，集成預(yù)實(shí)現(xiàn)的音頻硬件（模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器及功放），降低BoM成本，因降低時(shí)鐘頻率從而提供功耗優(yōu)化的MCU，功耗超低，提供穩(wěn)定的聯(lián)接和極高擴(kuò)展性，寬廣的封裝陣容支持各種音頻產(chǎn)品，如音樂(lè)播放器、錄音器、智能家電、WiFi/藍(lán)牙音箱等。

圖所示為智能音箱參考設(shè)計(jì)框圖，此參考設(shè)計(jì)基于LC823455，有4個(gè)ONA101V和1個(gè)ONA40功放，含USB-C PD源/汲接口，支持Strata平臺(tái)，設(shè)計(jì)人員只需將此評(píng)估板插入裝有Strata的電腦，即可自動(dòng)識(shí)別并開(kāi)始下載相關(guān)的所有文檔及配套資料，包括原理圖、布板、測(cè)試報(bào)告、用戶(hù)指南等，同時(shí)出現(xiàn)圖形用戶(hù)界面（GUI），顯示所有相關(guān)參數(shù)和選項(xiàng)供工程師開(kāi)始評(píng)估，幫助加快和簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)。此參考設(shè)計(jì)目前支持亞馬遜Alexa語(yǔ)音服務(wù)，安森美半導(dǎo)體也在同中國(guó)國(guó)內(nèi)一些語(yǔ)音服務(wù)商接洽，未來(lái)也會(huì)支持國(guó)內(nèi)語(yǔ)音助手。這方案最顯著的一個(gè)優(yōu)勢(shì)也是超低功耗，經(jīng)過(guò)將其與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手方案的功耗進(jìn)行測(cè)試，安森美半導(dǎo)體的方案功耗約為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手方案功耗的一半。

安森美半導(dǎo)體具備豐富的知識(shí)產(chǎn)權(quán)支持移動(dòng)及智能音箱的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，包括音頻處理系統(tǒng)、D類(lèi)功放、麥克風(fēng)預(yù)放大、高性能音頻開(kāi)關(guān)，提供具競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì)助力設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品。在音頻處理系統(tǒng)方面的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)包括小的PCB占位、高度集成的SoC（CPU+DSP+音頻）、集成ARM Cortex-M3雙核、專(zhuān)有的32位DSP。

在D類(lèi)功放方面，支持小于10 W、10W至30 W，針對(duì)大于30 W的應(yīng)用僅提供樣品。其中小于10 W的功放尺寸小，采用模擬輸入，10W至30W的功放支持?jǐn)?shù)字接口，提供最佳的動(dòng)態(tài)范圍、增益誤差漂移。對(duì)于麥克風(fēng)預(yù)放大，安森美半導(dǎo)體的方案采用最小的標(biāo)準(zhǔn)間距WLCSP封裝將模擬音頻轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻，支持不同的傳感器接口。

音頻開(kāi)關(guān)方面，安森美半導(dǎo)體提供最小阻抗/面積的耗盡型開(kāi)關(guān)。USB Type-C使每個(gè)端口都能成為電源、數(shù)據(jù)、視頻或音頻端口，大大地方便了用戶(hù)，將越來(lái)越多地用于各種電子應(yīng)用，如語(yǔ)音交互。安森美半導(dǎo)體提供完整的USB Type-C方案陣容支持音頻應(yīng)用的開(kāi)發(fā)，包括供電、復(fù)用音頻信號(hào)、信號(hào)開(kāi)關(guān)、接口保護(hù)等，具有最小的占位、超低靜態(tài)功耗，集成豐富的保護(hù)功能。

智能音箱等新興音頻應(yīng)用對(duì)功放的要求越來(lái)越高，安森美半導(dǎo)體針對(duì)性地開(kāi)發(fā)出了一系列10 W以上功率等級(jí)的D類(lèi)功放產(chǎn)品線(xiàn)，結(jié)合陶瓷封裝技術(shù)、CMOS電路技術(shù)及可針對(duì)不同應(yīng)用定制的功率MOSFET技術(shù)，提供低熱阻、高頻互聯(lián)、高功率密度、低噪聲（<70?uV）、低總諧波失真（THD<0.03%）等優(yōu)勢(shì)。以O(shè)NA101V為例，這是一款單通道數(shù)字輸入D類(lèi)功放，動(dòng)態(tài)范圍105 dB，帶喇叭采樣數(shù)字輸出功能，該功能實(shí)時(shí)采樣所驅(qū)動(dòng)喇叭的電壓和電流，可使用微控制器上運(yùn)行的算法來(lái)計(jì)算喇叭特性。這些參數(shù)可用于計(jì)算喇叭電阻、回響、溫度等。根據(jù)這些值，可以創(chuàng)建算法來(lái)執(zhí)行一系列任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)喇叭保護(hù)、范圍擴(kuò)展等功能。
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