Cadence HiFi DSP baru menargetkan perangkat yang dapat didengar dan dikenakan
Beberapa tren konvergen mendorong kebutuhan akan kemampuan audio/suara berenergi rendah dalam faktor bentuk yang kecil, terutama pada perangkat yang dapat didengar dan dapat dikenakan. Apakah perangkat konsumen target harus selalu mendengarkan, memutar musik, memberikan kesadaran konteks, serta menyediakan kecerdasan buatan (AI) di perangkat, ini tidak hanya membutuhkan DSP yang hemat energi tetapi juga kemampuan untuk menambahkan mesin AI .
Untuk mengatasi hal ini, Cadence Design Systems telah memperkenalkan perangkat baru dalam keluarga Tensilica HiFi DSP-nya, HiFi 1, versi yang lebih kecil dari HiFi 3 DSP-nya yang menawarkan area antara 11 hingga 16% lebih rendah, siklus 60 hingga 73% lebih besar, dan efisiensi energi. untuk pencarian kata kunci “OK Google” berbasis ML dan aplikasi pendeteksi orang, dan efisiensi siklus lebih dari 18% dan efisiensi energi 14% untuk decoding LC3.
Prakash Madhvapathy, direktur pemasaran produk untuk Cadence, menekankan kepada embedded.com bahwa HiFi 1 baru bukan hanya versi sederhana dari HiFi 3, tetapi benar-benar desain dasar untuk memenuhi persyaratan efisiensi energi dan kinerja selalu- pada harapan dari konsumen. Artinya, ini bukan hanya untuk perangkat yang dapat didengar dan dapat dikenakan yang akan menjadi pasar utama awal untuk HiFi 1, tetapi juga kasus penggunaan lain yang memerlukan fusi sensor yang selalu aktif agar dapat berjalan pada tingkat energi yang sangat rendah.
Oleh karena itu, HiFi 1 DSP menampilkan konsumsi energi yang sangat rendah untuk memperpanjang durasi komunikasi suara dan pemutaran musik, memungkinkan mendengarkan perintah suara yang selalu aktif dengan dampak minimal pada masa pakai baterai, menurut Cadence. Hal ini memungkinkan faktor bentuk kecil, perangkat konsumen dan seluler berbiaya rendah, serta perangkat otomotif dan industri, untuk menawarkan peningkatan fungsionalitas dengan konsumsi energi yang rendah.
Ini ditujukan untuk sejumlah tren di ruang elektronik konsumen. Semakin banyak perangkat yang dapat didengar dan dapat dikenakan yang mengadopsi codec komunikasi (LC3) dengan kompleksitas rendah yang distandarisasi oleh Bluetooth Special Interest Group (SIG) pada tahun 2020. Selain itu, preferensi konsumen untuk kontrol bebas genggam dan bebas sentuh mendorong permintaan untuk selalu aktif, atau selalu mendengarkan, perangkat yang merespons perintah pengaktifan suara, dan peralatan bahkan mengadopsi kemampuan ini.
Untuk mengaktifkan perangkat dan aplikasi ini, Madhvapathy berkomentar, “Nama permainan untuk HiFi 1 adalah masa pakai baterai untuk aplikasi yang membutuhkan energi.” Dia mengatakan itu berarti melakukan hal-hal seperti membuat instruksi khusus untuk pengkodean aritmatika dari encode dan decode LC3; ini menjadikan HiFi 1 DSP paling hemat energi untuk audio Bluetooth LE. Fitur lain dari HiFi 1 DSP baru yang dioptimalkan meliputi:
Petunjuk untuk BASOP 2019 berstandar ITU-T3GPP, untuk mempercepat codec ucapan dan menjalankannya dengan efisiensi energi tinggi, meningkatkan waktu bicara.
ISA jaringan saraf dan pemuatan/penyimpanan mempercepat pencarian kata kunci dan beban kerja pembelajaran mesin lainnya untuk mengurangi konsumsi energi, sementara ISA (arsitektur set instruksi) yang dioptimalkan akses memori meningkatkan kinerja dengan ukuran cache yang kecil.
Pemrosesan sinyal yang efisien untuk mengurangi energi dan siklus untuk audio dan ucapan sebelum dan sesudah pemrosesan.
Unit titik mengambang vektor (VFPU) opsional dengan latensi rendah untuk menghasilkan throughput FP yang lebih tinggi dengan konsumsi energi yang lebih rendah.
Vector Boolean register untuk meningkatkan efisiensi energi untuk kode kondisional.
Mike Demler, analis senior di The Linley Group, menjelaskan mengapa sesuatu seperti DSP baru ini diperlukan. Dia berkata, ““Pemrosesan yang sadar konteks dan selalu aktif menjadi kunci untuk alat dengar generasi berikutnya untuk menawarkan pengalaman pendengaran yang lebih baik kepada pengguna dengan utilitas dan kenyamanan yang lebih besar. Perpaduan pembelajaran mesin dan algoritme DSP tradisional meliputi aplikasi ini, namun masa pakai baterai dan faktor bentuk tidak dapat dikompromikan. Cadence telah membangun posisi kepemimpinan yang kuat dengan DSP Tensilica HiFi yang diadopsi dan didukung secara luas untuk aplikasi audio, suara, dan ucapan. HiFi 1 DSP yang baru melangkah lebih jauh dengan mengaktifkan aplikasi target yang sedang berkembang ini dalam desain yang ringkas—menggabungkan kinerja AI, codec, dan DSP dengan cekatan pada tingkat energi yang sangat rendah untuk desain yang hemat energi.”
Fraunhofer, yang ikut menciptakan LC3, mengatakan bahwa LC3/LC3plus membantu meminimalkan konsumsi energi untuk perangkat Bluetooth yang dibatasi baterai, dan bahwa Cadence telah bekerja dengan Fraunhofer untuk mengoptimalkan codec pada Tensilica HiFi DSP selama bertahun-tahun. Manfred Lutzky, kepala audio untuk departemen komunikasi di Fraunhofer IIS, mengatakan, “Kami senang melihat mereka membangun pengalaman itu dengan HiFi 1 DSP baru yang dioptimalkan untuk energi dan siklus untuk LC3 dan LC3plus. HiFi 1 DSP mewujudkan tingkat energi ultra-rendah codec yang belum pernah terjadi sebelumnya, yang seharusnya memberikan kelegaan pada perangkat yang dapat didengar dan dikenakan dengan baterai kecil dengan fitur tambahan dan membantu mempercepat adopsi LC3 dan LC3plus secara luas.”
Cadence juga pernah berkolaborasi dengan Google di TensorFlow Lite Micro (TFLM). Pete Warden, technical lead TFLM di Google, mengatakan, “HiFi 1 DSP dari Cadence secara signifikan menurunkan energi yang dibutuhkan untuk menjalankan aplikasi AI kelas selalu aktif, seperti jaringan TFLM, kata bangun ucapan dan deteksi orang, mengaktifkan baterai -perangkat yang dibatasi untuk berjalan lebih lama. Kami sangat antusias untuk melanjutkan kolaborasi karena Cadence mendorong batas energi dan kinerja lebih jauh.”
Madhvapathy mengatakan bahwa HiFi DSP sudah banyak mengadopsi earbud TWS dan headset Bluetooth generasi saat ini. Dia menekankan bahwa DSP baru adalah perangkat lunak yang kompatibel dengan DSP HiFi yang ada, yang penting karena perusahaan memiliki 160 mitra di DSP HiFi.
Untuk perangkat yang dapat didengar generasi berikutnya, munculnya LC3 dan tren pasar yang lebih luas, ditambah algoritma ucapan dan suara yang diaktifkan AI, kemungkinan besar akan mendorong perluasan kasus penggunaan untuk analitik dan kualitas suara yang lebih baik di earbud TWS. Di sinilah perusahaan percaya bahwa HiFi 1 DSP-nya akan memungkinkan konsumsi energi rendah yang akan membuat kemampuan always-on dan always-listening ke pasar massal.
