

语音与音频处理正从云端向边缘端快速迁移,始终在线(Always-On)的语音唤醒与关键词识别成为可穿戴、智能家居与便携音频设备的核心需求。这类终端对功耗极为敏感,通常要求系统在毫瓦级甚至微瓦级下持续监听环境声音,同时还要兼顾识别准确率、响应延迟与用户隐私。传统MCU或应用处理器在运行语音算法时功耗过高,而纯模拟方案又难以支持多关键词与自适应降噪,因此市场亟需一种在架构层面为音频前端优化的超低功耗可编程器件。
QuickLogic在此方向的核心产品组合以EOS S3多核SoC与ArcticPro系列嵌入式FPGA(eFPGA)为代表。EOS S3集成Arm Cortex-M4F与可编程逻辑,内置专用音频ADC与低功耗语音加速引擎,可在主处理器休眠时独立完成语音活动检测(VAD)与关键词识别。ArcticPro则提供可灵活配置的eFPGA IP,允许客户在音频信号链中实现自定义滤波、波束成形或降噪算法,并与外部Codec、MEMS麦克风直接对接。这些方案与QuickLogic的电源管理、时钟及接口IP协同,形成从传感、处理到唤醒输出的完整低功耗音频前端。
典型应用场景包括TWS耳机、智能手表、AR眼镜、智能音箱与工业语音控制面板。设计要点在于:第一,合理划分始终在线域与高性能域,将关键词识别置于EOS S3的语音加速引擎中,主SoC仅在唤醒后启动;第二,利用eFPGA实现多麦克风阵列的实时预处理,提升信噪比并降低后端算法负担;第三,通过动态电压频率调节与事件驱动唤醒机制,将系统平均功耗控制在百微瓦级。对于需要快速导入的客户,可借助QuickLogic代理获取参考设计、开发板与本地化技术支持,缩短从算法移植到量产验证的周期。
与同类方案相比,QuickLogic的差异化在于可编程性与超低功耗的平衡。通用MCU方案往往缺乏硬件级音频加速,运行神经网络关键词识别时功耗偏高;专用ASIC虽然能效优秀,但算法固化、难以适应多语种与多场景迭代。EOS S3与ArcticPro的组合允许客户在硬件中固化常用音频预处理,同时保留可编程逻辑以应对算法升级,兼顾了能效、灵活性与上市时间。此外,其架构支持多麦克风与传感器融合,适合需要波束成形与噪声抑制的高端音频终端。
选型建议方面,若终端以单麦克风关键词识别为主且成本敏感,可优先评估EOS S3的低功耗语音模式;若需要多麦克风阵列、自定义音频滤波或与FPGA逻辑紧密耦合,则ArcticPro eFPGA更为合适。对于同时需要电源管理、时钟与接口器件的系统,建议将QuickLogic的音频前端方案与外围器件统一规划,以优化整体BOM与功耗预算。在算法层面,应优先选择已针对EOS S3优化的语音唤醒库,并利用其可编程逻辑实现差异化音频处理,从而在竞争激烈的可穿戴与智能音频市场中建立技术壁垒。



