用于边缘音频和AI的下一代处理器Knowles IA8201

Knowles IA8201 音频和 AI 处理器增强了网络边缘的节能智能和隐私。

像往常一样，我对我不知道的事情的数量感到惊讶。例如，您是否听说过一家名为Knowles Corporation的公司？我必须承认，直到今天早些时候我发现自己在和他们聊天时才知道。

不幸的是，我缺乏知识，因为事实证明它们在声学、软件和信号处理领域非常有名。该公司由 Hugh Knowles 于 1946 年创立，于 1945 年推出了第一款用于助听器的微型麦克风和接收器。

Knowles 继续在麦克风技术方面积累了丰富的专业知识。事实上，在月球上说出的第一句话（“人类迈出的一小步……”）就被传进了诺尔斯的麦克风。

2002 年，Knowles 推出了他们的第一代 SiSonic MEMS 麦克风，如今，该公司每年出货数十亿个此类麦克风。事实上，事实证明，坐在我办公室旁边的亚马逊 Echo 拥有七个小美女。

问题是世界在不断变化。专注于像麦克风这样的小众技术只能带你走这么远，这解释了为什么 Knowles 在 2015 年收购了 Audience Inc. 数字信号处理 (DSP) 和算法公司。 Knowles 的 SiSonic MEMS 麦克风与 Audience 的音频处理技术相结合非常适合解决当前对边缘复杂、始终在线、超低功耗语音识别和音频处理的需求。

我之所以在这里讨论这个问题是因为 Knowles 发布了 IA8201，这是其 AISonic 音频边缘处理器系列中的最新产品。IA8201 提供强大的语音激活和多麦克风音频处理，针对功耗敏感的应用进行了优化。该处理器具有为当今最先进的消费电子产品执行高级音频输出、上下文感知和手势控制的计算能力。

取样的 IA8201 音频处理器拥有双异构 175-MHz 处理器内核，采用微型 2.6 × 3-mm eWLB 封装和 6.0 × 6.0-mm QFN 封装，具有电压缩放功能。内核实现了低功耗，提供了优化指令和行业兼容性的最佳组合。

 

IA8201 框图（来源：Knowles）

IA8201 包括具有 Knowles 专有指令集的高计算 128 位内核 (DMX) 以及 Tensilica HiFi3 内核 (HMD)，两者均具有 Knowles 的音频增强功能。DMX 是一种四路浮点 SIMD 处理器，旨在实现高效的性能计算（例如，波束成形、强插、AEC），而 HMD 的目标是高效、低功耗、语音唤醒应用，具有两个路浮点 SIMD 处理器。两个内核都包含用于 FFT、峰值查找和 DNN 的专用加速器。

IA8201 解决方案提供大容量内存 (1.4 MB)，其大小适合特定用例，并针对单周期访问和低功耗而设计。这种大内存大小可用于存储各种关键字模型、引擎或其他算法。

丰富的接口选项包括 2 个 I2C、2 个 SPI、2 个 UART 和 24 个带中断的 GPIO，以支持各种传感器和数据连接，以及 4 个 PDM 输入、2 个 PDM 输出和 3 个 I2S/TDM（四通道）。输入/输出）以支持最多四个麦克风和各种音频连接。

在 IA8201 上处理音频和语音可尽可能长时间地关闭耗电的主机处理器，以延长电池寿命。IA8201 在嘈杂的真实环境中提供更好的远场语音理解和更有效地处理命令。此外，它还支持主机处理器提供的新音频用例，并通过同时感知语音、音频和其他传感器输入，提供更自然的用户体验。

正如我对诺尔斯的人们所说的那样，我个人认为我们不知道哪些产品和功能正在朝着我们的方向发展。我还提到我最近和一个天生失明的朋友聊天。我的朋友告诉我，他可以通过他们在吸收环境声音时投射的“声学阴影”来检测房间中是否有人——并在他们四处走动时跟踪他们。

Knowles 的员工回应说，构成他们操作系统基础的 ROME 框架对开发人员开放。他们的开放式 DSP 平台（包括一个 SDK）促进了与第三方算法提供商的合作，第三方算法提供商将推出与 IA8201 兼容的关键字模型、各种上下文检测插件以及包括 TensorFlowLite 在内的机器学习平台。

就像命运一样，我想我刚刚想出了一个巧妙的想法，将 Knowles 麦克风与来自 Chirp 的声音数据技术相结合，从而为无数嵌入式开发人员和世界各地的爱好者。关注此空间！