端侧 AI 音频处理器：集成音频处理和 AI 创新芯片的计算能力

02-17 06:45

电子爱好者网络综合报道，端侧 AI 音频处理器是专门为智能物联网设计的（AIoT）终端设备设计，集人工智能于一体（AI）加速器系统级音频处理器。该Cpu旨在构建一个低功耗、高计算能力的芯片平台，以满足智能物联网设备对人工智能技术日益增长的需求。

集成音频处理和 AI 计算能力

端侧 AI 音频处理器的组成结构一般比较复杂，多采用多核异构结构，将不同类型的处理器核心结合起来，从而高效处理各种任务。这种结构通常包括 CPU、NPU、uDSP 等。

CPU(中央处理器)：负责处理指令分析、任务调度等一般计算任务。端侧 AI 音频处理器，CPU 可能选用 RISC-V 高效率、低功耗的结构，如 AndesCore D25F Cpu，主频可达 400MHz 以上。

NPU(神经网络处理器)：对神经网络计算进行特殊优化，提供强大的功能。 AI 计算能力。NPU 计算率可以达到几十到几百。 GOPS(每秒十亿次操作)，能支持语音识别、语音合成等复杂操作。 AI 应用。

uDSP(微信号处理器)：根据已知的需求和算法积累，致力于数字信号处理，作为重点并行加速器。uDSP 能有效地处理音频信号，实现音频降噪、回声消除、声音美化等功能。

端侧 AI 音频处理器还包括音频处理模块，其中音频处理模块 ADC 和 DAC 这是一个重要组成部分。音频 ADC(模拟到数字转换器)负责将模拟音频信号转换成数字信号进行处理， DAC(从数字到模拟转换器)将处理过的模拟信号转换回模拟信号导出。端侧 AI 音频处理器的音频 ADC 和 DAC 通常具有高性能、高动态范围，例如超出动态范围 105dB，THD N(总谐波失真加噪声)低于 - 95dB 等。另外，还有音频放大器，用来放大音频信号，驱动音箱等设施发声。在端侧 AI 在音频处理器中，可以集成 0V 为提供高质量的音频输出，直驱耳机放大器模块。

端侧 AI 为了与其它设备连接和通信，音频处理器还集成了丰富的外设接口，包括 USB 接口、SD 接口、SPI、UART、I2C、I2S 等。USB 接口，如 USB2.0 或者更高的版本，可以用来连接电脑、手机等设备；SD 用于读取的界面 SD 卡片等存储设备中的音频文件；SPI、UART、I2C、I2S 等待接口用于与各种外设进行串口通信和数据传输。

端侧 AI 音频处理器还提供丰富的配套设备。 AI 支持算法和软件，方便用户开发和部署智能音频应用，例如 AI 降噪、AI 回声消除、AI 咆哮抑制、语音识别等，可以显著提高音频处理性能和客户体验。

端侧 AI 不断创新音频处理器的应用领域

端侧 AI 广泛应用于音频处理器，包括智能物联网（AIoT）多方面的领域。端侧位于智能音响中 AI 音频处理器可以支持语音唤醒、语音识别、语音合成等功能，实现用户与扬声器的自然语言交互。智能家居系统可以用来控制家用电器的声音，例如通过语音命令来调节灯光、空调、电视等。不但可以识别客户的语音命令，而且可以根据家庭氛围和用户习惯进行智能决策，提供更加个性化的智能家居体验。

端侧 AI 智能录音笔、智能会议系统等智能办公设备也可以使用音频处理器。它可以提供高质量的音频录制、即时语音转录、在线翻译等功能，提高工作效率和准确性。会议系统中，端侧 AI 在会议过程中，音频处理器可以实现多人语音识别、语音增强、回声消除等功能，确保语音清晰，沟通顺畅。此外，还可以支持智能会议记录、语音命令控制等功能，提高会议效率和管理水平。

端侧 AI 音频处理器还可以集成在智能手表和智能耳机中，实现语音控制、智能提醒、健康监控等功能。通过低功耗设计和高效计算，提供高质量的音频处理和智能交互体验，同时保证设备的续航能力。在智能车载设备上，端侧 AI 音频处理器还可以支持语音导航、语音控制等功能，提高驾驶可靠性和方便性。

伴随着人工智能技术的不断进步和智能终端设备的普及，端侧 AI 音频处理器的市场需求不断增加。许多芯片制造商积极布局，推出了一系列高性能、低功耗的端侧。 AI 音频处理器商品。

例如，在此之前，普林芯驰推出了新一代 SPV60 系列端侧 AI 选择音频处理器芯片 CPU NPU uDSP 集成多核异构架构 Andes D25F Cpu、普林芯驰自主研发 uDSP 以及 AI 神经网络处理器的核心 NPU。该芯片在音频处理领域表现良好，集成了高性能音频。 ADC/DAC 转化器以及 0V 直驱式耳机放大器模块，性能达到准专业水平。SPV60 该系列可广泛应用于智能语音、智能耳机、专业音频等领域，目前已进入量产流程。

火炬芯技术在端边 AI 音频处理器领域也有布局，其芯片产品融合了低功耗 AI 加速发动机，并采用 CPU、DSP 加 NPU 三核异构计算架构，构建低功耗侧侧 AI 算率。比如，炬芯 ATS3031 是一款高音质、低延迟、低功耗的无线音频 SoC，支持 32K 双麦 AI 在蓝牙接收一体机、无线麦克风等商品中广泛使用降噪。

此外，还有许多公司在端边。 AI 全志科技、乐鑫科技等音频处理器领域的布局。全志科技推出 T 在系列芯片中，部分型号集成在一起 AI 处理量，可以支持复杂的音频处理任务。乐鑫科技的 ESP32-S 在保持原有连接性能的基础上，系列芯片加强了边缘 AI 角度应用，例如 ESP32-S3 芯片增强了向量指令，用于加快神经网络计算和信号处理，完成了图像识别、语音唤醒和识别等高性能应用。

写在最后

伴随着人工智能技术的不断进步和智能终端设备的普及，端侧 AI 随着音频处理器市场需求的不断增加，许多芯片制造商积极布局。同时，随着半导体工艺的不断发展和 AI 不断优化算法，端侧 AI 音频处理器的性能将进一步提高，应用领域也将不断创新。

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