EYE ON NPI – IA611 SmartMic Audio Processor #EyeOnNPI @DigiKey @KnowlesCorp #digikey

Pentru EYE ON NPI de săptămâna aceasta vă vom pune un bug în ureche, cu procesorul audio Knowles IA611 SmartMic (Legătură scurtă) – perfect pentru a crea căști inteligente, căști sau alte dispozitive cu microfon cu putere redusă. Am acoperit o mulțime de microfoane înainte, inclusiv microfoane MEMS, și au fost întotdeauna destul de simple: undele audio sunt detectate, convertite la o tensiune, apoi transmise prin PDM, I2S sau analog. Acest microfon este deosebit de ingenios, poate ieși I2S sau PDM, dar are și un procesor DSP încorporat care poate detecta cuvintele cheie chiar și în modurile de repaus ultra-scăzut. Acest cip este conceput special pentru a face căști inteligente, dar s-ar descurca bine în orice produs alimentat cu baterie care necesită activare vocală

Controlul vocal este ingenios și devine un standard pentru automatizarea casei, controlul telefonului sau al căștilor. (Asistent virtual) Controlul vocal nu are butoane complicate, este adaptabil la firmware și, desigur, are mâini libere, astfel încât oamenii să poată utiliza chiar și atunci când dispozitivul nu este în apropiere, când este ocupat de alte sarcini sau au nevoie de tehnologie de accesibilitate (Link).

Dezavantajul este că oamenii au acest efect secundar urât de a vorbi oricând au chef, nu doar după ce apăsă un buton sau emite un ton de frecvență unic. Deci, atragerea atenției dispozitivului este o mare provocare inginerească. Pe de o parte (ureche?), vrei ca dispozitivul tău să răspundă cu adevărat, așa că trebuie să asculți și să analizezi în mod constant tot sunetul. Pe de altă parte, ascultarea și procesarea audio consumă foarte mult energie și, spre deosebire de BLE, nu vă puteți trezi la fiecare 20 de ms pentru a vedea dacă există un preambul sau nu puteți solicita persoanei să repete comanda constant (Link) – chiar trebuie să asculți tot timpul.

Acum, dacă aveți o mulțime de buget și abilitatea de a proiecta siliciu personalizat, puteți, desigur, să vă proiectați propriul chipset, special pentru detectarea audio „la margine” cu putere redusă (Link). Dar, sunt șanse să nu aveți un buget atât de mare. În schimb, puteți utiliza Knowles IA611 (Link) – un microfon care face toate lucrările DSP cu putere redusă pentru tine și poate fi programat cu cuvinte de trezire personalizate pentru produsul tău. Va trebui în continuare să colectați o mulțime de date vocale pentru a vă asigura că acoperiți diverse accente și pronunții, dar cel puțin sări peste toată munca noduroasă a DSP și a coprocesorului.

IA611 are aceeași dimensiune ca și microfonul tău I2S/PDM de zi cu zi, dar are mult mai multe plăcuțe. Acestea pot fi mutate pentru a fi controlate I2C, UART sau SPI, astfel încât aproape orice procesor poate interfața cu DSP-ul din interior. Pentru audio, puteți avea I2S sau PDM, iarăși foarte flexibil! Portul de date este folosit pentru a descărca modele de firmware/voce pe DSP, ceea ce se face la pornire. În interior, elementul de microfon este într-un mod de repaus cu putere ultra-scăzută, așteaptă ca nivelul audio să fie detectat. Odată ce există un sunet, se trezește într-un mod de putere redusă, suficient pentru a asculta și detecta cuvântul de trezire. Când este detectat cuvântul de trezire, este declanșată o întrerupere pe procesorul gazdă, iar sensorul începe să înregistreze sunetul într-un buffer intern. În acest fel, atunci când gazda este complet trează, poate citi ultimele 3 secunde de sunet și poate procesa comanda la putere maximă. Microfonul trece apoi la un mod de trecere, practic un microfon I2S sau PDM normal, în timp ce procesorul gazdă puternic analizează comenzile mai complexe.

Toate împreună, aceasta este o operațiune impresionantă a ingineriei „slight of hand” – detectarea cuvântului trezit se face doar la ultra-margine și apoi alunecă direct pe măsură ce comanda se transformă într-un eveniment complex de procesare a limbajului natural. Credem că acest lucru ar putea fi grozav pentru produsele care trebuie să adauge comunicații vocale cu putere redusă și trebuie să o facă rapid. Knowles oferă un SDK (Link) și o aplicație de antrenament, o puteți utiliza apoi pentru a genera modele de voce care sunt încărcate ca fișiere binare pe cipul DSP prin intermediul unui exemplu de software care rulează pe o placă de evaluare SAMD21 (Link).

Atât placa de evaluare AI611 (Link) și procesoarele audio AI611 SmartMic goale sunt disponibile și în stoc la Digi-Key chiar acum! Dacă produsul dvs. are controlul cuvintelor trezite în specificațiile de proiectare și doriți să vă economisiți 6 luni de durere de dezvoltare, SPK2611HM7H (Link) se potrivește perfect la un preț avantajos. Comandă unele astăzi și le poți proiecta în produsul tău până mâine seară.

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