Le nouveau DSP HiFi Cadence cible les appareils auditifs et portables toujours allumés

Plusieurs tendances convergentes entraînent le besoin de capacités audio/vocales à faible consommation d'énergie dans un petit facteur de forme, en particulier dans les appareils auditifs et portables. Que les appareils des consommateurs cibles doivent toujours écouter, lire de la musique, fournir une connaissance du contexte, ainsi que fournir une intelligence artificielle (IA) sur l'appareil, cela nécessite non seulement un DSP économe en énergie, mais également la possibilité d'ajouter un moteur d'IA .

Pour résoudre ce problème, Cadence Design Systems a introduit un nouvel appareil dans sa famille Tensilica HiFi DSP, le HiFi 1, une version plus petite de son HiFi 3 DSP qui offre entre 11 et 16 % de surface inférieure, 60 à 73 % de cycle et d'efficacité énergétique en plus. pour les applications de détection de mots clés et de détection de personnes "OK Google" basées sur le ML, et une efficacité de cycle supérieure à 18 % et une efficacité énergétique de 14 % pour le décodage LC3.

Prakash Madhvapathy, directeur du marketing produit pour Cadence, a souligné à Embedded.com que le nouveau HiFi 1 n'est pas seulement une version réduite du HiFi 3, mais vraiment une conception de base pour répondre aux exigences d'efficacité énergétique et de performance de toujours- sur les attentes des consommateurs. Cela signifie que ce n'est pas seulement pour les appareils auditifs et portables qui vont être les premiers marchés clés pour la HiFi 1, mais aussi d'autres cas d'utilisation qui nécessitent une fusion de capteurs toujours active pour fonctionner à des niveaux d'énergie très bas.

Par conséquent, le HiFi 1 DSP présente une consommation d'énergie ultra-faible pour prolonger la durée de la communication vocale et de la lecture de musique, permettant une écoute permanente des commandes vocales avec un impact minimal sur la durée de vie de la batterie, selon Cadence. Cela permet aux appareils grand public et mobiles à faible coût, ainsi qu'aux appareils automobiles et industriels, d'offrir des fonctionnalités accrues avec une faible consommation d'énergie.

Ceci vise un certain nombre de tendances dans l'espace de l'électronique grand public. De plus en plus, les appareils auditifs et portables adoptent le codec de communication à faible complexité (LC3) standardisé par le Bluetooth Special Interest Group (SIG) en 2020. De plus, la préférence des consommateurs pour le contrôle mains libres et sans contact stimule la demande pour toujours ou toujours à l'écoute, les appareils qui répondent aux commandes de réveil vocal, et les appareils électroménagers adoptent même ces capacités.

Pour activer ces appareils et applications, Madhvapathy a commenté :« Le nom du jeu pour HiFi 1 est la durée de vie de la batterie pour les applications où l'énergie est importante. » Il a dit que cela signifiait faire des choses comme créer des instructions spéciales pour le codage arithmétique de l'encodage et du décodage LC3 ; cela fait de HiFi 1 le DSP le plus économe en énergie pour l'audio Bluetooth LE. Les autres fonctionnalités du nouveau DSP HiFi 1 optimisé incluent :

• Instructions pour les BASOP 2019 normalisés ITU-T3GPP, pour accélérer les codecs vocaux et les exécuter avec une efficacité énergétique élevée, augmentant ainsi le temps de conversation.
• Le réseau de neurones ISA et le chargement/le stockage accélèrent la détection de mots clés et d'autres charges de travail d'apprentissage automatique pour une consommation d'énergie réduite, tandis que l'ISA (architecture de jeu d'instructions) optimisée pour l'accès à la mémoire améliore les performances avec de petites tailles de cache.
• Traitement efficace du signal pour réduire l'énergie et les cycles de pré- et post-traitement audio et vocal.
• Unité à virgule flottante vectorielle à faible latence (VFPU) en option pour offrir un débit FP plus élevé avec une consommation d'énergie plus faible.
• Registre booléen vectoriel pour améliorer l'efficacité énergétique pour le code conditionnel.

Mike Demler, analyste senior chez The Linley Group, a expliqué pourquoi quelque chose comme ce nouveau DSP était nécessaire. Il a déclaré : « « Un traitement intelligent et contextuel devient essentiel pour les appareils auditifs de nouvelle génération afin d'offrir aux utilisateurs une meilleure expérience auditive avec une plus grande utilité et commodité. Un mélange d'apprentissage automatique et d'algorithmes DSP traditionnels imprègne ces applications, mais la durée de vie de la batterie et le facteur de forme ne peuvent pas être compromis. Cadence a établi une solide position de leader avec ses DSP Tensilica HiFi largement adoptés et pris en charge pour les applications audio, vocales et vocales. Le nouveau HiFi 1 DSP va encore plus loin en permettant à ces applications cibles émergentes dans un design compact d'allier habilement les performances de l'IA, du codec et du DSP à des niveaux d'énergie ultra-faibles pour des conceptions écoénergétiques. »

Fraunhofer, qui a co-inventé LC3, a déclaré que LC3/LC3plus aidait à minimiser la consommation d'énergie pour les appareils Bluetooth limités par la batterie, et que Cadence avait travaillé avec Fraunhofer pour optimiser le codec sur son Tensilica HiFi DSP au fil des ans. Manfred Lutzky, responsable du département audio pour les communications chez Fraunhofer IIS, a déclaré :« Nous sommes ravis de les voir s'appuyer sur cette expérience avec le nouveau DSP HiFi 1 optimisé en termes d'énergie et de cycle pour LC3 et LC3plus. Le HiFi 1 DSP incarne les niveaux d'énergie ultra-faibles sans précédent du codec, qui devraient apporter un soulagement aux petits appareils audibles et portables à batterie avec des fonctionnalités supplémentaires et contribuer à accélérer l'adoption généralisée de LC3 et LC3plus. »

Cadence avait également collaboré avec Google sur TensorFlow Lite Micro (TFLM). Pete Warden, responsable technique de TFLM chez Google, a déclaré :« Le DSP HiFi 1 de Cadence réduit considérablement l'énergie requise pour exécuter la classe d'applications d'IA toujours active, telles que les réseaux TFLM, le mot de réveil vocal et la détection de personne, permettant à la batterie -les appareils contraints à fonctionner plus longtemps. Nous sommes ravis de poursuivre la collaboration alors que Cadence repousse les limites de l'énergie et de la performance. »

Madhvapathy a déclaré que les DSP HiFi sont déjà des écouteurs TWS et des casques Bluetooth de génération actuelle largement adoptés. Il a souligné que le nouveau DSP est un logiciel compatible avec les DSP HiFi existants, ce qui était important puisque la société compte 160 partenaires sur les DSP HiFi.

Pour les écouteurs de prochaine génération, l'avènement du LC3 et des tendances du marché plus larges, ainsi que des algorithmes vocaux et vocaux activés par l'IA, entraîneront très probablement des cas d'utilisation en expansion pour l'analyse et une meilleure qualité sonore dans les écouteurs TWS. C'est là que l'entreprise pense que son DSP HiFi 1 permettra une faible consommation d'énergie qui rendra les capacités d'écoute et d'écoute permanentes sur le marché de masse.