基于新思+高通BT方案的智能语音头盔方案设计

Hi 大家好，欢迎登陆大大通平台。之前我有上了两款有关新思DSP的方案给大家，得到了很多客户的青睐。
也有客户在问是否有低成本高品质的方案介绍呀？经过我们对市场的分析，现在的电子产品越来越智能化，当然我们的产品必须要跟上潮流，这里我们提出“智能头盔”的方案推荐给大家。

这里我要介绍的智能头盔方案，主要挑在这在市场上应用范围最广，开发难度最大的半盔上。

方案要介绍的“智能”，主要体现在通话降噪（包括降环境音和风噪声）、AI语音唤醒这两大块。
 

大家都知道在骑行的时候突然来电是很不方便操作的，即使手动接通了交流起来也很不方便，并且非常的不安全。如果你的头盔有了这套智能装置，接通电话时只需要语音唤醒接通就可以，骑行的过程中也不影响你的通话质量（因为有我们的算法保驾护航），并不影响骑行，非常安全。
 

应用场景，可以在快递员、外卖员、普通家庭电动车骑手。
 

如下的设计是我们采用算法芯片为DBM10L ，主控为Qualcomm的QCC3024蓝牙芯片。

产品设计上包含了硬件和软件的开发工作：
 

硬件方面设计：

原理图的设计，可以参考datasheet中的第4-3章节中的原理图描述部分：
 

 

 

1）、与主控的控制传输接口选用 SPI的端口。

2）、引出reset、Rx_read、ExTINIT。

3）、音频传输采用I2S端口。

整体的可以参考如下(以下为我们自己开发的Demo板)，我们EVB的设置原理图，具体的可以联系我们的硬件工程师。
 

PCB板设置，大家可以参考“pdf”技术文件，注意其差分电路的设计布局、以及信号线部分的设计。

参考如下(以下为我们自己开发的Demo板)：   

软件方面大体介绍：

该方案的软件主要分两大块：
 

主控QCC3024蓝牙模块部分的软件设计：

这块的软件主要在使用SPI接口、Interrupt接口、I2S接口的使用，还有就是BT系统的使用。
 

其Interrupt、I2S的使用我们default的软件里面都有现成的接口，BT系统的调试以及使用，也是有大量的博文以及方案上都有讲解到。 

 

在SPI上我们需要注意配置上的一些参数：
新思DSP算法上的软件设计以及移植工作：

1）、DBM10L芯片是需要运行自己的算法固件的，其固件的启动程序是放到主控的flash里，每当设备开机时主控IC会通过SPI给D10L加载一次固件，激活D10L。这也就是固件中的Init_Device工作。 

 

2）、在DBM10L固件上我们需要用到双MIC voice call、降噪（降环境音、降风噪）的算法和AI（智能语音）的模型以及beamforming技术的加载。

对于我们方案的应用，需要实现AI和voice call + AI的工作场景。当不处于voice 模式下，头盔只需要运行AI的算法、否则执行 voice call+AI的双并算法。 

 

比如常见的AI是可以分为一阶、二阶或者多阶的唤醒要求，这完全取决于客户项目需求，我们这是都可以做到的。
AI的语音也是客户可以自己随意设定，我们可以根据客户自己的要求来训练不同的AI语音。

比如常见的AI指令有“接听电话、挂断电话、上一曲、下一曲、音量+、音量-、静音”等等
 

调试阶段： 

SPI数据传输、寄存器读写调试与检验：

DBM10L的MIC录音调试：

录音后的音质数据分析： 

蓝牙主控与DBM10L的整体效果调试：

 

►产品实体图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

主控QCC3024硬件规格: 
1、90-ball 5.5 x 5.5 x 1.0 mm 0.5 mm pitch VFBGA 
2、蓝牙5.1规格、DSP最高频率120MHz 
3、一路SPI，支持主或从模式，速率高达15.4 Mbps 
4、支持APTX、AAC、SBC codec 
5、三核处理器架构与低功耗应用 
6、输出支持立体声 

DBM10L芯片简介： DBM10L是一款超低功耗、小尺寸、高性价比的人工智能（AI）/机器学习（ML）、语音和传感器处理器。 它适用于智能手机、平板电脑、可穿戴设备和可听设备等电池驱动设备，包括TWS（True Wireless）耳机、遥控器等智能家居设备。 DBM10L可提供AI/ML、语音和传感器应用，包括语音触发（VT）、语音认证（VA）、语音命令（VC）、降噪（NR）、声学回声消除（AEC）、 声音事件检测（SED）、接近度和手势检测、传感器数据处理和均衡器功能。 

DBM10L包括低功耗DSP处理器、神经网络（NN）处理器、嵌入式存储器以及用于与系统中其他设备（如应用处理器（AP）、编解码器、麦克风和传感器）通信的串行和音频接口。 

DBM10L具有ML功能，使用DSP集团的NN处理器Net-Lite。 Net-Lite是一个独立的硬件引擎，旨在处理NN推断。Net-Lite经过优化，可实现每单位能量的最大效率。这导致了中小型网络的超低功耗。 

DBM10L支持用于引导和控制的外部主机接口，

速度如下： 

SPI：高达25 Mbps 

I2C：最高3 Mbps 

UART：高达6 Mbps 

DBM10L SPI Slave主要用于快速下载DBM10L的内部RAM。

功能包括： 

•主/从功能 

•两个256x8 Tx/Rx FIFO 

•SPI_CLK频率：从机和主机模式下高达25 MHz 

•SPI模式0和3 

•单帧和块传输 DBM10L SPI Master用于控制外部传感器、编解码器和从外部串行闪存引导。

 SPI主功能包括： 

•主/从功能 

•两个32x16 Tx/Rx FIFO

 •SPI_CLK频率：主模式下高达25 MHz 

•可配置的帧长度为3-16位 

•SPI模式0和3

•单帧和块传输

 

►方案规格

该方案的MUC，我们采用的是Qualcomm 的QCC3024蓝牙芯片，与新思芯片的传输接口是通过SPI接口，因为SPI的传输速度快而又稳定。