EYE ON NPI - IA611 SmartMic -prosessori #EyeOnNPI @DigiKey @KnowlesCorp #digikey

Tämän viikon EYE ON NPI -tapahtumassa laitamme virheen korvaasi Knowles IA611 SmartMic -ääniprosessorilla (Lyhyt linkki) – täydellinen älykkäiden kuulokkeiden, nappikuulokkeiden tai muiden vähän virtaa kuluttavien mikrofonilaitteiden valmistukseen. Olemme aiemmin käsitelleet monia mikrofoneja, mukaan lukien MEMS-mikrofonit, ja ne ovat aina olleet melko suoraviivaisia: ääniaallot havaitaan, muunnetaan jännitteeksi ja johdetaan sitten PDM:n, I2S:n tai analogisen kautta. Tämä mikrofoni on erityisen näppärä, sillä se pystyy tuottamaan I2S- tai PDM-signaalia, mutta siinä on myös sisäänrakennettu DSP-prosessori, joka tunnistaa avainsanat jopa erittäin alhaisissa lepotilassa. Tämä siru on suunniteltu erityisesti älykkäiden kuulokkeiden valmistukseen, mutta se toimisi hyvin kaikissa akkukäyttöisissä tuotteissa, jotka tarvitsevat ääniaktivoinnin

Ääniohjaus on näppärä ja siitä on tulossa standardi kodin automaatiossa, puhelimen tai kuulokkeiden ohjauksessa. (Virtual Assistant) Ääniohjauksessa ei ole näppärästi painikkeita, se on laiteohjelmiston kanssa mukautuva ja tietysti handsfree-toiminto, joten ihmiset voivat käyttää laitetta myös silloin, kun laite ei ole lähellä, kun he ovat muiden tehtävien varassa tai tarvitsevat esteettömyystekniikkaa (Linkki).

Huono puoli on, että ihmisillä on tämä ilkeä sivuvaikutus puhuessaan aina kun siltä tuntuu, ei vain painikkeen painamisen tai ainutlaatuisen taajuusäänen lähettämisen jälkeen. Laitteen huomion saaminen on siis iso insinöörihaaste. Toisaalta (korva?) haluat laitteesi olevan todella herkkä, joten sinun on jatkuvasti kuunneltava ja analysoitava kaikkea ääntä. Toisaalta äänen kuuntelu ja prosessointi kuluttaa paljon virtaa, ja toisin kuin BLE, et voi vain herätä 20 ms:n välein nähdäksesi onko johdannossa tai pyytää henkilöä toistamaan komentoa jatkuvasti (Linkki) – sinun täytyy todella kuunnella koko ajan.

Jos sinulla on nyt paljon budjettia ja kyky suunnitella mukautettuja piitä, voit tietysti suunnitella oman piirisarjasi, erityisesti matalatehoista "reunalla" -äänentunnistusta varten (Linkki). Mutta on mahdollista, että sinulla ei ole niin suurta budjettia. Sen sijaan voit käyttää Knowles IA611 (Linkki) – mikrofoni, joka tekee kaiken vähätehoisen DSP-työn puolestasi ja joka voidaan ohjelmoida mukautetuilla herätyssanoilla tuotteellesi. Sinun on silti kerättävä paljon äänidataa varmistaaksesi, että peität erilaiset aksentit ja ääntämiset, mutta ainakin ohitat kaiken jyrkän DSP- ja apuprosessorityön.

IA611 on samankokoinen kuin jokapäiväinen I2S/PDM-mikrofoni, mutta siinä on paljon enemmän tyynyjä. Nämä voidaan sekoittaa I2C-, UART- tai SPI-ohjatuiksi, joten melkein mikä tahansa prosessori voi liittää sisällä olevan DSP:n. Äänelle voi olla I2S tai PDM, jälleen erittäin joustava! Dataporttia käytetään laiteohjelmiston/äänimallien lataamiseen DSP:hen, mikä tehdään käynnistyksen yhteydessä. Sisällä mikrofonielementti on erittäin vähätehoisessa lepotilassa ja odottaa äänitason havaitsemista. Kun ääni kuuluu, se herää virransäästötilaan, joka riittää kuuntelemaan ja havaitsemaan herätyssanan. Kun herätyssana havaitaan, isäntäprosessorissa laukeaa keskeytys ja sensori alkaa tallentaa ääntä sisäiseen puskuriin. Tällä tavalla, kun isäntä on täysin hereillä, se voi lukea viimeiset 3 sekuntia ääntä ja käsitellä komennon täydellä teholla. Mikrofoni siirtyy sitten läpimenotilaan, periaatteessa normaaliin I2S- tai PDM-mikrofoniin, kun taas tehokas isäntäprosessori analysoi monimutkaisemmat komennot.

Kaiken kaikkiaan tämä on vaikuttava insinöörityön "pieni käsi" – herätyssanan tunnistus tehdään vain huippureunassa ja liukuu sitten pois oikealta, kun komento muuttuu monimutkaiseksi luonnollisen kielen käsittelytapahtumaksi. Mielestämme tämä voisi olla hyvä tuotteille, joihin on lisättävä vähän virtaa vaativaa puheviestintää ja tehtävä se nopeasti. Knowles tarjoaa SDK:n (Linkki) ja koulutussovellus, voit sitten käyttää sitä luomaan äänimalleja, jotka ladataan binääritiedostoina DSP-sirulle esimerkkiohjelmiston kautta, joka toimii SAMD21 eval -kortilla (Linkki).

Sekä AI611 eval board (Linkki) ja paljaat AI611 SmartMic -ääniprosessorit ovat saatavilla ja varastossa Digi-Keyltä juuri nyt! Jos tuotteesi suunnittelussa on herätyssanaohjaus ja haluat säästää itseltäsi kuuden kuukauden kehityssydänsuruja, SPK6HM2611H (Linkki) on täydellinen istuvuus edulliseen hintaan. Tilaa jo tänään ja voit suunnitella sen tuotteeseesi huomiseen iltaan mennessä.

Lähde: https://blog.adafruit.com/2021/04/08/eye-on-npi-ia611-smartmic-audio-processor-eyeonnpi-digikey-knowlescorp-digikey/