新的 Cadence HiFi DSP 面向永远在线的耳戴式设备和可穿戴设备

几个趋同的趋势正在推动对小外形的低能耗音频/语音功能的需求，尤其是在耳戴式设备和可穿戴设备中。目标消费设备是否需要始终聆听、播放音乐、提供上下文感知以及提供设备上的人工智能 (AI)，这不仅需要节能的 DSP，还需要添加 AI 引擎的能力.

为了解决这个问题，Cadence Design Systems 在其 Tensilica HiFi DSP 系列中推出了一款新器件 HiFi 1，这是其 HiFi 3 DSP 的较小版本，其面积减少了 11% 至 16%，循环和能源效率提高了 60% 至 73%用于基于 ML 的“OK Google”关键字识别和人员检测应用，LC3 解码循环效率超过 18%，能量效率超过 14%。

Cadence 产品营销总监 Prakash Madhvapathy 向embedded.com 强调，新的HiFi 1 不仅仅是HiFi 3 的精简版，而是真正的全新设计，旨在满足始终-来自消费者的期望。这意味着它不仅适用于将成为 HiFi 1 最初主要市场的可听设备和可穿戴设备，还适用于需要始终在线的传感器融合以在非常低的能量水平下运行的其他用例。

因此，根据 Cadence 的说法，HiFi 1 DSP 具有超低能耗特性，可延长语音通信和音乐播放的持续时间，允许始终在线收听语音命令，同时将对电池寿命的影响降至最低。这使得小尺寸、低成本的消费和移动设备以及汽车和工业设备能够以低能耗提供更多功能。

这是针对消费电子领域的一些趋势。越来越多的耳戴式设备和可穿戴设备正在采用蓝牙特别兴趣小组 (SIG) 在 2020 年标准化的低复杂性通信编解码器 (LC3)。此外，消费者对免提和免触摸控制的偏好正在推动对始终在线、或始终聆听、响应语音唤醒命令的设备和电器甚至采用这些功能。

为了启用这些设备和应用程序，Madhvapathy 评论说：“HiFi 1 的游戏名称是为能源很重要的应用程序提供电池寿命。”他说这意味着做一些事情，比如为LC3编码和解码的算术编码创建特殊指令；这使得 HiFi 1 成为蓝牙 LE 音频中最节能的 DSP。新优化的 HiFi 1 DSP 的其他特性包括：

• 有关 ITU-T3GPP 标准化 2019 BASOP 的说明，以加速语音编解码器并以高能效运行它们，从而增加通话时间。
• 神经网络 ISA 和加载/存储加速关键字发现和其他机器学习工作负载以降低能耗，而内存访问优化 ISA（指令集架构）通过较小的缓存大小提高性能。
• 高效的信号处理，以减少音频和语音预处理和后处理的能量和周期。
• 可选的低延迟向量浮点单元 (VFPU) 可提供更高的浮点吞吐量和更低的能耗。
• 矢量布尔寄存器可提高条件代码的能源效率。

The Linley Group 的高级分析师 Mike Demler 阐述了为什么需要这种新型 DSP 之类的东西。他说：“智能上下文感知、永远在线的处理正在成为下一代耳戴式设备的关键，它为用户提供更好的听觉体验，并具有更大的实用性和便利性。机器学习和传统 DSP 算法的混合正在渗透到这些应用程序中，但电池寿命和外形尺寸不会受到影响。 Cadence 凭借其广泛采用和支持的用于音频、语音和语音应用的 Tensilica HiFi DSP 确立了强大的领导地位。新的 HiFi 1 DSP 更进一步，通过在紧凑的设计中支持这些新兴的目标应用程序——巧妙地将 AI、编解码器和 DSP 性能以超低能量水平融合到节能设计中。”

共同发明了 LC3 的 Fraunhofer 表示，LC3/LC3plus 有助于将电池受限的蓝牙设备的能耗降至最低，而且 Cadence 多年来一直与 Fraunhofer 合作优化其 Tensilica HiFi DSP 上的编解码器。 Fraunhofer IIS 通信部门音频负责人 Manfred Lutzky 说：“我们很高兴看到他们利用针对 LC3 和 LC3plus 进行能量和周期优化的新型 HiFi 1 DSP 来构建这种体验。 HiFi 1 DSP 体现了编解码器史无前例的超低能量水平，这应该会减轻具有附加功能的小型电池可听和可穿戴设备的负担，并有助于加速 LC3 和 LC3plus 的广泛采用。”

Cadence 还与谷歌就 TensorFlow Lite Micro (TFLM) 进行了合作。谷歌 TFLM 技术负责人 Pete Warden 表示：“Cadence 的 HiFi 1 DSP 显着降低了运行永远在线类 AI 应用程序所需的能量，例如 TFLM 网络、语音唤醒词和人员检测，使电池- 限制设备运行更长的时间。随着 Cadence 进一步突破能量和性能的界限，我们很高兴能够继续合作。”

Madhvapathy 表示，HiFi DSP 已经被广泛采用当前一代 TWS 耳塞和蓝牙耳机。他强调，新的 DSP 软件与现有 HiFi DSP 兼容，这一点很重要，因为该公司在 HiFi DSP 方面拥有 160 家合作伙伴。

对于下一代耳戴式设备，LC3 的出现和更广泛的市场趋势，加上支持 AI 的语音和语音算法，很可能会推动 TWS 耳塞中用于分析和更好音质的扩展用例。这就是该公司相信其 HiFi 1 DSP 将实现低能耗的地方，从而为大众市场提供始终在线和始终聆听的功能。