語音識別芯片又叫做離線語音芯片或者離在線語音芯片,主要的功能就是負責語音識別功能協助MCU來完成語音控制功能。語音識別芯片是可以低功耗運行的,下面給大家介紹一下語音識別芯片的工作原理。

以WTK6900P為例其待機功耗僅
5μA,該芯片采用低功耗模式,待機時模塊內部大部分電路處于休眠狀態,僅保留語音喚醒電路工作,時刻監聽用戶的語音指令。同時,其具備寬電壓特性,工作電壓范圍為
2.4V-5.2V,適應多種電源環境,在保障設備長時間待機的同時,降低了能源消耗,提升了電池使用效率。支持20條離線指令。
同系列的WTK6900FC,音頻性能:內置高性能低功耗 audio ADC,SNR≥95dB;低功耗 audio DAC,SNR≥95dB。具備 1
路 IIS 接口,支持主從可配,還有 1 路雙通道 PDM 接口。
接口類型:擁有 1 路 IIC 接口、3 路 UART 接口,支持 5V 通訊,最高速率可達 3Mbps。此外,還有 10 個高速 GPIO,其中 7
個 GPIO 支持 5V 輸入,支持 6 路 PWM 接口。
其他特性:內置 512bit eFuse,可用于應用加密;內置電源管理單元 PMU,PMU 輸入電壓范圍為 3.6V 到
5.5V;內置上電復位(POR)和電壓檢測(PVD);內置 4 組 32 位定時器和 2 組看門狗;采用 SSOP24 封裝,工作環境溫度為 - 40℃到
85℃。支持300條指令,并且有更豐富 的功能,所以待機休眠功耗達到了50μA,會比WTK6900P高一些。
語音識別芯片的低功耗是怎么實現的呢?
低功耗設計的實現方式
硬件優化:采用先進的低功耗制程工藝,如臺積電的 7nm、5nm
工藝,可有效降低芯片的功耗。同時,使用專用語音處理芯片,如 DSP 或 NPU,相比通用 CPU
能效更高,它們針對語音處理的特定需求進行了優化,能在完成相同任務時消耗更少的能量。
電源管理策略:利用動態頻率調整和功耗調控等策略,根據實際需求調整芯片的工作頻率和電壓,將不需要的部分進行休眠或關閉。例如,當芯片處于待機狀態時,降低其工作電壓和頻率,減少能量消耗;而在進行語音識別時,提高工作頻率以快速處理數據,完成后又迅速回到低功耗狀態。
算法優化:采用輕量級神經網絡模型,如 MobileNet、TinyML
架構等,減少計算復雜度,從而降低功耗。同時,使用量化技術,如 8
位整數量化,降低模型參數精度,減少內存占用和運算能耗。此外,動態計算調度算法僅在檢測到語音活動時啟動完整識別流程,靜音時保持低功耗待機,也能有效降低功耗。
總體來說,市場上有各種各樣的語音識別芯片,有低功耗的語音識別芯片,也有高功耗的,選擇什么類型的語音識別芯片還是綜合考慮自身產品的需求以及采購預算。