语音识别芯片又叫做离线语音芯片或者离在线语音芯片,主要的功能就是负责语音识别功能协助MCU来完成语音控制功能。语音识别芯片是可以低功耗运行的,下面给大家介绍一下语音识别芯片的工作原理。

以WTK6900P为例其待机功耗仅
5μA,该芯片采用低功耗模式,待机时模块内部大部分电路处于休眠状态,仅保留语音唤醒电路工作,时刻监听用户的语音指令。同时,其具备宽电压特性,工作电压范围为
2.4V-5.2V,适应多种电源环境,在保障设备长时间待机的同时,降低了能源消耗,提升了电池使用效率。支持20条离线指令。
同系列的WTK6900FC,音频性能:内置高性能低功耗 audio ADC,SNR≥95dB;低功耗 audio DAC,SNR≥95dB。具备 1
路 IIS 接口,支持主从可配,还有 1 路双通道 PDM 接口。
接口类型:拥有 1 路 IIC 接口、3 路 UART 接口,支持 5V 通讯,最高速率可达 3Mbps。此外,还有 10 个高速 GPIO,其中 7
个 GPIO 支持 5V 输入,支持 6 路 PWM 接口。
其他特性:内置 512bit eFuse,可用于应用加密;内置电源管理单元 PMU,PMU 输入电压范围为 3.6V 到
5.5V;内置上电复位(POR)和电压检测(PVD);内置 4 组 32 位定时器和 2 组看门狗;采用 SSOP24 封装,工作环境温度为 - 40℃到
85℃。支持300条指令,并且有更丰富 的功能,所以待机休眠功耗达到了50μA,会比WTK6900P高一些。
语音识别芯片的低功耗是怎么实现的呢?
低功耗设计的实现方式
硬件优化:采用先进的低功耗制程工艺,如台积电的 7nm、5nm
工艺,可有效降低芯片的功耗。同时,使用专用语音处理芯片,如 DSP 或 NPU,相比通用 CPU
能效更高,它们针对语音处理的特定需求进行了优化,能在完成相同任务时消耗更少的能量。
电源管理策略:利用动态频率调整和功耗调控等策略,根据实际需求调整芯片的工作频率和电压,将不需要的部分进行休眠或关闭。例如,当芯片处于待机状态时,降低其工作电压和频率,减少能量消耗;而在进行语音识别时,提高工作频率以快速处理数据,完成后又迅速回到低功耗状态。
算法优化:采用轻量级神经网络模型,如 MobileNet、TinyML
架构等,减少计算复杂度,从而降低功耗。同时,使用量化技术,如 8
位整数量化,降低模型参数精度,减少内存占用和运算能耗。此外,动态计算调度算法仅在检测到语音活动时启动完整识别流程,静音时保持低功耗待机,也能有效降低功耗。
总体来说,市场上有各种各样的语音识别芯片,有低功耗的语音识别芯片,也有高功耗的,选择什么类型的语音识别芯片还是综合考虑自身产品的需求以及采购预算。