启英泰伦双麦离在线语音识别模组CI - B03GT04S - MT硬件解析

在智能语音交互领域不断发展的今天，语音识别模组的性能和功能成为了众多产品创新的关键。今天，我们就来深入了解一下成都启英泰伦科技有限公司推出的双麦离在线语音识别模组CI - B03GT04S - MT，看看它有哪些独特之处，以及在电路设计和应用中需要注意的要点。

文件下载：CI-B03GT04S-MT-TJ.pdf

一、模组概述

启英泰伦双麦离在线语音识别模组CI - B03GT04S - MT是一款针对离在线应用开发的通用型模组，具有低功耗、高性能的特点。它搭载了高性能的CI1103语音识别芯片和AW7698N WIFI芯片，具备多种强大功能。

• 离线语音识别：通过CI1103芯片内置的基于深度神经网络（DNN）的硬件处理器，支持100条命令词离线语音识别，不依赖网络，时延小，还能保护用户隐私。
• 远场识别能力：支持5米语音远场识别，识别率可达95%，响应时间最快0.2S，并且支持中文、英文、日文和部分方言识别。
• 多种算法支持：具备远场降噪、Beamforming、DOA等算法，支持360度全方位拾音，可有效抑制环境噪音；支持回声消除，回声抑制比可达 - 15dB；还支持声源定位，误差在±20°范围以内。
• 语音合成功能：方案开发时支持语音合成，提供10余种音色选择，音色自然流畅。
• 网络功能：搭载的AW7698N芯片内置MCU主频达192MHZ，支持802.11b/g/n无线网络，可实现语音在线识别和获取云端资源。 此外，该模组体积小巧（47x32mm），支持SMD贴片和插针两种安装方式，选材为工业级器件，可靠性高，接口丰富，包含多种可复用的接口。

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二、语音识别芯片CI1103描述

CI1103芯片是专门用于语音处理的人工智能芯片，应用领域广泛，可用于家电、家居、照明等多个产品领域实现语音交互及控制。它具有以下特点：

（一）核心功能模块

• 神经网络处理器BNPU：基于DNN架构开发，采用硬件进行神经网络运算，内核可配置并独立处理AI语音功能，支持本地大词汇量语音识别和本地声纹识别，还支持硬件VAD语音检测和打断唤醒。
• 硬件音频处理模块：支持硬件处理双麦克风语音远场降噪，运行各类降噪算法，同时支持回声消除等功能。
• CPU：支持24 - bit系统timer、32 - bit单周期乘法器、Serial Wire Debug Port(SW - DP) debug，内置DMA控制器。
• 存储器：支持4线QSPI Nor Flash，内置SRAM、DRAM和ROM。
• 音频接口：内置高性能低功耗Audio Codec模块，支持两路ADC采样和DAC播放，具备Automatic Level Control (ALC)功能，支持多种采样率和时钟频点，还支持一路I2S音频扩展通路。
• SAR ADC：有4路12bit SAR ADC输入通道，ADC IO可与数字GPIO进行功能复用。
• 外设和定时器：包含3路UART接口、2路I2C接口、1路通用SPI接口、1路QSPI(Quad)接口、6路PWM接口，内置4组32 - bit timer、1组独立看门狗(IWDG)和1组窗口看门狗(WWDG)。
• GPIO：支持超30个GPIO口（IO功能复用），每个GPIO口可配置中断功能，支持两路带滤波功能的外部中断。
• 时钟及复位：支持外接晶体或有源晶振，内置PLL和上电及欠压复位电路。

三、模组实物及布局图

模组为单面贴装，主要IC包括CI1103芯片及其配套的Flash、AW7698N芯片及其配套的Flash、DCDC和LDO等。其工作原理为：声音通过双麦克风输入到CI1103系统进行识别运算，处理后的结果通过串口向对接主机发送指令，同时通过HPOUT发送音频数据。CI1103还可向AW7698N发出网络操控指令，获取网络信息。此外，模组预留了部分UART/GPIO等通用通讯接口，方便应用开发。

四、硬件接口定义

模组引脚功能定义明确，涵盖了电源输入、音频输入输出、通讯接口等多种功能。具体引脚的I/O类型、驱动能力、上电默认状态和功能定义都有详细说明。在应用开发时，若对模组功能有疑问，可咨询启英泰伦的技术支持人员。

五、电路设计参考

（一）电源

模组的5V0和 + 5V需采用两路单独的5V电压供电，以减小WIFI系统工作时对语音识别系统的影响。5V0电源经DCDC降压为1.2V，再经LDO降压为3.3V为CI1103系统供电； + 5V电源经DCDC降压为3.3V为AW7698N系统供电。模组Pin17为3.3V输出脚，最大输出电流200mA，仅供外部小功率器件供电。

（二）ADC接口

可作为外部传感器接入的采样通道，也可作为普通的GPIO接口使用。

（三）升级使能接口

CI1103系统将接口J3的FPG_EN引脚置为3.3V后再上电5V0，进入串口升级模式；AW7698N系统将接口J5的TX和RX与PC连接后，直接上电 + 5V，进入串口升级模式。

（四）PWM

预留3路PWM输出，可用于外部指示灯控制、红外通讯等应用。

（五）ESD设计

模组上未预留ESD器件，对ESD要求高的产品可在主机电路板对接接口位置添加。

（六）GPIO和UART

模组所有IO都可配置为GPIO，所有GPIO为3.3V电平，UART接口电平也为3.3V，与非3.3V电平的同类接口对接时，必须进行电平转换。

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六、电气参数

模组的电气参数涵盖了供电电压、输出电压、工作电流、IO接口电平电压、工作和存储环境温度、存储湿度以及焊接温度等方面。需要注意的是，输入电压超过5.5V会损坏模组，3.3V输出仅用于小功率器件供电，测试结果是在25℃环境温度下且不包括外接伴音功放功率的情况。模组需真空保存，开封后4小时内完成焊接，未使用的需置于5%RH干燥柜并在48小时内完成焊接，超过48小时未使用则使用前需先进行烘烤。

七、模组应用注意事项

在模组应用过程中，需要考虑多方面因素：

• 供电方面：5V0和 + 5V供电需各自保证200mA的额定供电能力，供电电源纹波不超过50mV。
• 电平转换：模组所有I/O电平均为3.3V，对接非3.3V电平的同类接口时，必须加电平转接电路。
• 调试模式：模组J3插座的Pin脚BOOT_SEL（或组件B面对应的测试点TP22）与3.3V短接，CI1103系统进入调试模式。
• 抗干扰：为提升ESD性能和抗干扰能力，通讯接口线路可串联小阻值电阻。
• 固件升级：CI1103系统可通过UART0进行本地固件升级，建议将UART0的TX和RX信号引出到主机的外接串口端口。
• LAYOUT设计：LAYOUT时要在5V0、 + 5V、3.3V_OUT处增加滤波电容；MIC输入线路走线尽量短且注意屏蔽，SPK线路走线尽量短而粗，走线区域不得有其它走线穿插。
• 天线使用：模组自带PCB天线，不能放置在密闭的金属结构件空间里，且PCB天线需尽量远离金属件。
• 焊接问题：控制主机印制板的翘曲程度，防止模组贴片焊接时焊接不良。
• 开发资料：开发相关的SDK开发包和软硬件资料可在启英泰伦语音AI平台上下载，软件开发可打开语音AI平台上的SDK文档中心获取更多信息。

大家在使用这款模组进行设计开发时，有没有遇到过一些特别的问题呢？不妨在评论区分享交流一下。