几个趋同的趋势正在推动对小尺寸低能耗音频/语音功能的需求，尤其是在可听设备和可穿戴设备中。无论目标消费者设备是否需要始终收听、播放音乐、提供上下文感知，以及提供设备上的人工智能（AI），这不仅需要高效的DSP，还需要添加AI引擎的能力。


Cadence HiFi1

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为了解决这一问题，Cadence Design Systems在其Tensilica HiFi DSP系列中引入了一种新设备HiFi 1，这是其HiFi 3 DSP的一个较小版本，为基于ML的“OK Google”关键词识别和人员检测应用提供了11%至16%的低面积、60%至73%的高循环和能效，以及超过18%的循环效率和14%的LC3解码能效。


Cadence的产品营销总监Prakash Madhvathy向embedded.com强调，新的HiFi 1不仅仅是HiFi 3的精简版，而是一种全新的设计，旨在满足消费者始终期望的能效和性能要求。这意味着，它不仅适用于将成为HiFi 1最初关键市场的可听设备和可穿戴设备，还适用于其他需要始终在线传感器融合才能在非常低的能量水平下运行的用例。


Cadence表示，因此，HiFi 1 DSP具有超低能耗，可延长语音通信和音乐播放的持续时间，允许始终收听语音命令，对电池寿命的影响最小。这使得小尺寸、低成本的消费者和移动设备以及汽车和工业设备能够以低能耗提供更高的功能。


这是针对消费电子领域的一些趋势。2020年，可听设备和可穿戴设备越来越多地采用蓝牙特别兴趣小组（SIG）标准化的低复杂度通信编解码器（LC3）。此外，消费者对免提和免触摸控制的偏好推动了对响应语音唤醒命令的常开或常听设备的需求，电器甚至正在采用这些功能。


Cadence HiFi 1 block diagram

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Cadence Tensilica高保真1框图。该公司强调，新的DSP不仅仅是HiFi 3的精简版，而是一种全新的设计，以满足消费者始终期望的能效和性能要求。（资料来源：Cadence）

为了启用这些设备和应用程序，Madhvathy评论道，“HiFi 1的游戏名称是能量很重要的应用程序的电池寿命。”他说，这意味着要做一些事情，比如为LC3编码和解码的算术编码创建特殊指令；这使得HiFi 1成为蓝牙LE音频中最节能的DSP。新优化的HiFi 1 DSP的其他功能包括：


The Linley Group的高级分析师Mike Demler阐述了为什么需要这种新型DSP。他说， ““智能上下文感知、持续处理正成为下一代可听设备的关键，为用户提供更好的听觉体验和更大的实用性和便利性。机器学习和传统DSP算法的融合正在这些应用中普及，但电池寿命和外形因素不容许妥协。Cadence凭借其广泛的应用奠定了强大的领导地位pted和支持的Tensilica高保真DSP，用于音频、语音和语音应用。新的HiFi 1 DSP更进一步，以紧凑的设计实现了这些新兴的目标应用程序，巧妙地将AI、编解码器和DSP性能以超低的能量水平融合在一起，实现了节能设计。”


共同发明LC3的Fraunhofer表示，LC3/LC3plus有助于最大限度地减少电池受限蓝牙设备的能耗，Cadence多年来一直与Fraunhoffer合作，优化其Tensilica HiFi DSP上的编解码器。Fraunhofer IIS音频通信部门负责人Manfred Lutzky表示，“我们很高兴看到他们在这种体验的基础上开发了新的HiFi 1 DSP，该DSP针对LC3和LC3plus进行了能量和循环优化。HiFi 2 DSP体现了编解码器前所未有的超低能量水平，这将为具有附加功能的小型电池可听和可穿戴设备带来缓解，并有助于加快LC3和LCO3plus的广泛采用。”


Cadence还与谷歌合作开发了TensorFlow Lite Micro（TFLM）。谷歌TFLM技术负责人Pete Warden表示，“Cadence的HiFi 1 DSP显著降低了运行常开类人工智能应用程序所需的能量，如TFLM网络、语音唤醒词和人员检测，使电池受限的设备能够运行更长的时间。随着Cadence进一步突破能源和性能的界限，我们很高兴能够继续合作。”


Madhvathy表示，HiFi DSP已经广泛采用了当前一代的TWS耳机和蓝牙耳机。他强调，新的DSP是与现有的高保真DSP兼容的软件，这一点很重要，因为该公司在高保真DSP上有160个合作伙伴。


对于下一代可听设备来说，LC3的出现和更广泛的市场趋势，加上人工智能语音和语音算法，很可能会推动TWS耳机中分析和更好音质的用例扩大。这就是该公司相信其HiFi 1 DSP将实现低能耗的地方，这将使大众市场具有始终开启和始终收听的功能。