01

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中為什么要使用語音芯片

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用語音芯片的原因可以歸結(jié)為以下幾個方面：

1、提升用戶體驗

語音交互：語音芯片使得物聯(lián)網(wǎng)設備能夠理解和響應人類語音指令，從而提供更自然、便捷的交互方式。這種交互方式尤其適合在雙手被占用或視線受限的情境下使用，極大地提升了用戶體驗。

2、拓展應用場景

多樣化需求：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的普及，越來越多的領域開始應用物聯(lián)網(wǎng)設備，如智能家居、智能交通、工業(yè)自動化等。語音芯片使得這些設備能夠支持語音控制，滿足用戶在不同場景下的多樣化需求。

特定場景優(yōu)化：在醫(yī)療、時尚健身、個人健康監(jiān)測等低功耗、長時間使用的無線通信產(chǎn)品中，語音芯片能夠提供清晰的語音提示和反饋，增強產(chǎn)品的實用性和用戶體驗。

3、提高智能化水平

智能識別與處理：智能語音與音頻處理系統(tǒng)級芯片（SoC）不僅具備語音識別和語音合成功能，還能進行自然語言處理和高質(zhì)量的音頻播放與錄制。這些功能使得物聯(lián)網(wǎng)設備能夠更準確地理解用戶意圖，并作出相應的響應。

邊緣計算能力：未來的語音芯片將進一步提升邊緣計算能力，減少對網(wǎng)絡的依賴，確保隱私安全的同時擁有更快的響應速度。這有助于物聯(lián)網(wǎng)設備在復雜環(huán)境中實現(xiàn)更加智能化的控制和管理。

4、低功耗與高性能

低功耗設計：單片機語音芯片在工藝和架構上進行了優(yōu)化，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)設備對低功耗的需求。這對于需要長時間運行的物聯(lián)網(wǎng)設備尤為重要。

高性能表現(xiàn)：雖然單片機語音芯片的內(nèi)核占裸片面積較小，但其數(shù)據(jù)處理能力和兼容性較高，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)應用中對數(shù)據(jù)處理能力的需求。

5、集成化與模塊化

集成傳感器與無線模塊：未來的單片機語音芯片將朝著集成傳感器和無線模塊的方向發(fā)展，這將進一步簡化物聯(lián)網(wǎng)設備的設計和制造過程，降低成本并提高可靠性。

模塊化設計：模塊化設計使得語音芯片可以更容易地與其他組件集成到物聯(lián)網(wǎng)設備中，形成完整的解決方案。

6、具體應用場景

語音芯片在多個領域有著廣泛的應用，包括但不限于：

智能家居：用于智能音箱、智能門鎖、智能照明等設備中，實現(xiàn)語音控制。

汽車電子：在導航系統(tǒng)中提供語音提示和指引，提高駕駛安全性。

工業(yè)控制：在自動化生產(chǎn)線中用于語音報警和提示，提高生產(chǎn)效率。

消費電子：在玩具、游戲機、電子書等設備中提供語音交互功能。

醫(yī)療設備：在助聽器、康復設備中提供語音支持，輔助患者康復。

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用語音芯片是為了提升用戶體驗、拓展應用場景、提高智能化水平、滿足低功耗與高性能需求以及實現(xiàn)集成化與模塊化設計。這些優(yōu)勢使得語音芯片在物聯(lián)網(wǎng)領域具有廣泛的應用前景和市場潛力。

本文會再為大家詳解音頻器件家族中的一員——語音芯片。

02

一、語音芯片的定義

語音芯片是一種集成電路，它將聲音信號通過采樣轉(zhuǎn)化為數(shù)字，存儲在IC的ROM中，再通過電路將ROM中的數(shù)字還原成語音信號。這種芯片內(nèi)置少量存儲空間（通常為1Mbit--4Mbit，存儲時間40-160秒），可以由按鍵控制或MCU（微控制器）控制，直接發(fā)聲。語音芯片在電子設備和系統(tǒng)中扮演著將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為可聽聲音信號的重要角色。

03

二、語音芯片的原理

語音芯片的工作原理主要由兩個部分組成：模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號處理器。

模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）：將聲音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并對其進行采樣和量化。采樣率決定了每秒鐘采樣的個數(shù)，而量化位數(shù)則決定了采樣的精度。

數(shù)字信號處理器（DSP）：接收已經(jīng)轉(zhuǎn)換成了數(shù)字信號的聲音信號，對其進行處理和編碼。處理后的數(shù)字信號可以存儲在ROM中，也可以通過DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）轉(zhuǎn)換回模擬信號并輸出給喇叭或其他設備。

04

三、語音芯片的分類

語音芯片可以根據(jù)不同的標準進行分類，主要包括以下幾種：

1、按輸出方式分類：

PWM輸出方式：音量不可連續(xù)可調(diào)，不能接普通功放，目前市面上大多數(shù)語音芯片采用此方式。

DAC輸出方式：聲音連續(xù)可調(diào)，可數(shù)字控制調(diào)節(jié)，可外接功放。

2、按內(nèi)部存儲方式分類：

OTP語音芯片：采用一次性編程技術，只能寫入一次，具有較高的安全性和穩(wěn)定性。

EPROM語音芯片：可以反復擦寫，適用于短期使用的場合。

3、按應用領域分類：

工業(yè)語音芯片：主要應用于機器人、智能家居、智能醫(yī)療等領域。

消費類語音芯片：應用于智能音箱、智能手表等消費電子領域。

專業(yè)語音芯片：應用于警用通訊、鐵路通訊等領域。

4、按通道數(shù)分類：

單通道語音芯片：只能同時播放一個聲音通道。

多通道語音芯片：能夠同時播放多個聲音通道，實現(xiàn)更復雜的音效效果。

05

四、語音芯片的選型參數(shù)

在選擇語音芯片時，需要考慮以下參數(shù)：

語音質(zhì)量和準確性：評估芯片的語音質(zhì)量和合成的自然度、流暢度，以及語音識別的準確率。

存儲空間：根據(jù)應用需求選擇具有足夠存儲空間的芯片。

接口類型：考慮芯片的接口類型和兼容性，包括數(shù)字接口（如I2C、SPI）和模擬接口等。

功耗和性能：評估芯片的功耗和處理器性能，確保滿足應用需求。

開發(fā)支持和生態(tài)系統(tǒng)：關注芯片廠商提供的開發(fā)工具和文檔支持，以及技術支持和生態(tài)系統(tǒng)建設情況。

06

五、語音芯片的使用注意事項

避免高磁接觸：語音芯片應避免長期處于強磁場中，以防止芯片壽命折損。

定期清潔：定期為語音芯片清潔塵土，防止芯片被腐蝕，影響播放質(zhì)量。

適當存放環(huán)境：保證存放空間的溫度和濕度適當，避免將芯片置于潮濕處。

避免頻繁拆卸：高質(zhì)量的語音芯片安裝后應盡量避免頻繁拆卸，也不要將其放置在電磁輻射強的電子物品旁，以免電磁干擾影響語音芯片。

合理設計電路：考慮電源穩(wěn)定性、降噪等問題，以確保音質(zhì)的清晰度和穩(wěn)定性。

07

六、語音芯片的廠商

語音芯片市場上有眾多廠商，包括但不限于：

瑞芯微：專注于智能語音芯片的研發(fā)和生產(chǎn)，產(chǎn)品廣泛應用于智能家居、汽車電子等領域。

科大訊飛：作為國內(nèi)領先的智能語音技術提供商，其語音芯片產(chǎn)品在語音識別和語音合成方面具有較高的性能。

紐瑞芯：專注于音頻處理芯片的研發(fā)，其產(chǎn)品在音頻編解碼、語音處理等方面具有顯著優(yōu)勢。

其他國際廠商：如德州儀器（TI）、恩智浦（NXP）等也在語音芯片領域有著豐富的產(chǎn)品線和廣泛的應用。

本文章源自奇跡物聯(lián)開源的物聯(lián)網(wǎng)應用知識庫Cellular IoT Wiki，更多技術干貨歡迎關注收藏Wiki：Cellular IoT Wiki 知識庫（https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf）

歡迎同學們走進AmazIOT知識庫的世界！

這里是為物聯(lián)網(wǎng)人構建的技術應用百科，以便幫助你更快更簡單的開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。

Cellular IoT Wiki初心：

在我們長期投身于蜂窩物聯(lián)網(wǎng) ODM/OEM 解決方案的實踐過程中，一直被物聯(lián)網(wǎng)技術碎片化與產(chǎn)業(yè)資源碎片化的問題所困擾。從產(chǎn)品定義、芯片選型，到軟硬件研發(fā)和測試，物聯(lián)網(wǎng)技術的碎片化以及產(chǎn)業(yè)資源的碎片化，始終對團隊的產(chǎn)品開發(fā)交付質(zhì)量和效率形成制約。為了減少因物聯(lián)網(wǎng)碎片化而帶來的重復開發(fā)工作，我們著手對物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)中高頻應用的技術知識進行沉淀管理，并基于 Bloom OS 搭建了不同平臺的 RTOS 應用生態(tài)。后來我們發(fā)現(xiàn)，很多物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)團隊都面臨著相似的困擾，于是，我們決定向全體物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)開發(fā)者開放奇跡物聯(lián)內(nèi)部沉淀的應用技術知識庫 Wiki，期望能為更多物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)者減輕一些重復造輪子的負擔。

Cellular IoT Wiki沉淀的技術內(nèi)容方向如下：

奇跡物聯(lián)的業(yè)務服務范圍：基于自研的NB-IoT、Cat1、Cat4等物聯(lián)網(wǎng)模組，為客戶物聯(lián)網(wǎng)ODM/OEM解決方案服務。我們的研發(fā)技術中心在石家莊，PCBA生產(chǎn)基地分布在深圳、石家莊、北京三個工廠，滿足不同區(qū)域&不同量產(chǎn)規(guī)模&不同產(chǎn)品開發(fā)階段的生產(chǎn)制造任務。跟傳統(tǒng)PCBA工廠最大的區(qū)別是我們只服務物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)客戶。

連接我們，和10000+物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)者一起降低技術和成本門檻

讓蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應用更簡單~~

哈哈你終于滑到最重要的模塊了，

千萬不！要！劃！走！忍住沖動！~

歡迎加入飛書“開源技術交流群”，隨時找到我們哦~

點擊鏈接如何加入奇跡物聯(lián)技術話題群（https://rckrv97mzx.feishu.cn/docx/Xskpd1cFQo7hu9x5EuicbsjTnTf）可以獲取加入技術話題群攻略

Hey 物聯(lián)網(wǎng)從業(yè)者，

你是否有了解過奇跡物聯(lián)的官方公眾號“eSIM物聯(lián)工場”呢？

這里是奇跡物聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)應用技術開源wiki主陣地，歡迎關注公眾號，不迷路～

及時獲得最新物聯(lián)網(wǎng)應用技術沉淀發(fā)布

（如有侵權，聯(lián)系刪除）

審核編輯 黃宇