智能音箱整体方案及设计趋势

大家早上好！ 欢迎大家参加今天的环节。 今天主要是给大家带来的是 智能音箱设计的一些技巧和方案 我是德州仪器的Leon Xin 下面让我们进入今天的主要议题 今天我们主要是有 除了我以外 还有四位资深的专家 给大家介绍不同的产品方面 颖是我们产品线的系统经理 她会给大家带来一些音频产品的介绍 Kerry 是我们的模拟应用工程师 他主要是负责电源管理的部分 所以他会给大家带来电源管理的一系列的知识 Gary 是我们模拟的应用工程师 他主要负责音频产品技术支持 他有丰富的调音经验 所以他今天会给大家介绍 ADC的应用技巧和方案 最后是Terry Terry 是我们MCU和触摸产品的 应用工程师 我们的MCU专家 所以他会给大家带来 我们metal touch的一些方案 大家可以在提问区 跟这几位 我们的专家 做相应的互动 这是今天主要的Agenda 开始 我会给大家快快地介绍 一些整体方案和设计趋势 后面由我刚才介绍的四位 给大家带来不同的topic 所以 我们往下走 其实我们谈到智能音箱 昨天我还有一个朋友在跟我说 TI做这个做了这么多年 有没有一些干货今天可以跟大家介绍一下 那今天给大家看一下 一些数据 其实 智能音箱的语音识别在2011年 Siri 就已经带来了第一个OS 所以 我们从整个OS的方向上 我们来看一下整个智能音箱的一个预估 这是 Strategy Analytics 这个公司提供的一部分数据 大家从这边可以看得到 我们按照不同OS的分布 我们可以根据不同的OS 来看出来 当前不同的平台下面的growing 所以 可以看一下 现在占主流的 还是Amazon 还有Google 还有Microsoft的OS 很高兴可以看得到的是 Duer 就是我们的百度 其实也开始占据一定的份额 在整个市场中 从总体来看的话 从2014年Echo 出第一个Smart Speaker 呃 Amazon 的Echo 第一个smart speaker 开始以来 到今年 大家可以看一下 我们逐年的增长率 是很疯狂的 基本上都是翻几倍的增长 我们可以看得到 从2017年Google的Home Mini 开始带动整个市场 大规模的往上走 所以在预估的话 2019年 整个全球的smart speaker 大概在62 million 就是6200万台 这个就是市场的一个大概的分析 其实 大家可以知道 上一页给大家介绍了 整个市场的发展非常快 而且技术的需求也非常地快 随着各个OS平台的功能 可能我们现在整个市场趋势 逐渐在加深对技术的要求 当今市场技术发展的一个趋势 主要是有几点 第一个就是 对音频市场的功能 现在要求很多 传统的speaker 就是一个喇叭 就是放音乐 那现在可能更多的要求会 把语音语义识别加到自己的产品里去 可能做人机互动 或者是做这种更多的 问答形式的这种应用会越来越多 另外一个是对音质和输出功率 要求会越来越高 其实现在的音质 从传统的 普通的Class D 到今天 我们新的几代Class D 里面 对于THD+N跟SNR的要求会越来越高 我们最新的闭环系统 大概我们能做到90多dB 我说这个 可能大家很多人都觉得 90多dB有点小 但是 如果大家翻看一年前 或者一年半以前产品的话 整个市场主流的Class D 也就做到60多dB 所以 大家知道这个区别在哪里 就一年的时间里面 其实 我们已经翻了一倍 这个性能 整个的performance 第三点呢 就是电池供电的产品 开始加语音识别 因为 以前的语音识别主要还是 容易“失”电是“失”电的 因为可能功耗比较高 现在的蓝牙 尤其像这种传统的蓝牙 蓝牙产品 带2节电池 1节电池这种产品上面 其实也在加语音识别 或者唤醒的功能 这个也是比较重要的一个突破 主要可能是功耗部分的要求比较高 最后一个是 工业外观跟人机交互设计 这个主要体现在光带 光幕 还有显示屏 包括像DLP投影的应用 都会是一个比较主要的方向 之前我有看过一个产品 就是一个speaker 可以投出来 在桌面上投出来一幅屏幕 你可以在上面写字 画画 包括一些应用 都可以跟这个音箱做这种互动 所以 这就是另外的一个设计 这个可能是市场发展的一个需求 其实按照上面的一些讨论的话 你可以知道 现在整个smart speaker 上面 有些东西是我们需要在 传统的领域里面去加深考量 或者是加深思考的地方 肯定 做consumer 产品的话 千年不变 万年不变的主题 就是成本 这是最重要的一点 第二个是播放时间 尤其是在电池供电的情况下 如果加了语音语义识别 在加上语音唤醒的话 我的播放时间是不是会变少 是不是还能维持播放8个小时 或者是6个小时这种要求 这个可能是我们 另外一个需要去挑战 或者是 需要去思考的一个方向 音质的提高 还有声学算法 这部分可能 就是说 回声消除 噪声消除 可能主要是在OS那部分 在硬件部分上面 怎么去辅助OS 去提高这些东西 这可能是在做设计 尤其是在做PCB设计上面 可能需要去考量的东西 第三个是产品小型化 可能今天大家看到一个speaker 做的又粗又长的 很大 那现在 是不是可以做到小的 音质不降低的情况下 我能把体积变小 我可以放在屋子的任何角落里面 这可能是一个需求 它另外一个需求是 我体积不变的情况下 我怎么能够输出更好的音质 还有更大的音响 就是更大的声音 这可能是我们需要去考量的地方 还有一个就是 我怎么更远的拾音 这个可能也是一个需求 最后一个我们需要考量的 就是我的新功能 新卖点 智能音箱今天可能外观设计 可能还是柱状或者是有一些小动物形状 那未来会不会是带屏 带显示 带投影 带激光识别 间距识别 这些可能会是 另外一个方向的考量 或者是加各种各样的传感器 做屋里的整个中控的设计 这都是大家 线上的朋友们 去更多的考量的地方 所以 我们TI今天会提供大概2套方案 一套是这种无线智能音箱 另外一套是带显示的无线智能音箱 可能主要是配屏 或者是 配我们DLP的 这种投影的模组 做人机互动 图像化的人机互动 完整的框图 大家可以去登录 我们的 包括相应的器件推广 相应的推荐器件 大家可以登录 ti.com.cn/smartspeaker这个目录下面 可以去看这2个框图 然后 你可以在每个框图上面 这个小的红框上面点一下 你就会看到 在你的电脑的右侧 会有一个会话框弹出来 它会推荐 我们TI的一些推荐产品 会在上面 排在前面的可能就是 我们重点推的 有新技术 或者是成本不错的一个产品 大家可以登这个网站去看一下 另外就是说 这个就是我给大家更多的介绍一下 我们这个网页整个的一个设置 大家可以看一下 应用的描述 包括应用变种的选择 你可以在这上面下拉选 不同的 laser 的 或者是超声的 这种 不同的应用可以选 最后你可以就像 我刚才说的 你可以在子系统上面点一下 子系统里面会给你 推荐参考设计 优选器件推荐都会出来 包括一些应用文档 和其他的一些说明 包括一些测试报告 相关的参考设计 可能比如说 你看的是智能音箱 那可能你会对智能音箱 附带的 比如说电源 遥控器的一些方案上面 可能会更感兴趣 那它可能会在这个 右侧这部分会给您出来 一些相关的参考设计 你也可以点过去相应的 去看一下 这个就是大概的一个页面介绍 我看一下 现在线上有多少人 所以 这个就是给大家看一下 我们现在有的一些 参考设计的一些例子 比如说 第一个是我们的 AC/DC 的reference design PMP21251 实际上这个尺寸 包括像设计 原理图 测试报告 包括PCB Layout 原理图 包括像这种BOM表 清单 都会在我们的网站上 就是刚才我介绍的网页里 你可以找得到 您如果有兴趣的话 可以去看一下 包括像我们后面要给大家介绍的 LED的这种光带 光环 光幕的一些设计 触摸按键的一些设计 包括像麦克风阵列的一些设计 DLP投影的一些设计 还有我们蓝牙的一部分设计 这些参考设计 已经available 就是已经 可以在TI.com上 你可以直接去看 然后包括一些相应的软件 测试报告 硬件设计的部分 已经都在网上公开了 所以 你可以直接点进去 直接看 有兴趣呢 可以直接申请 参考设计板来做一些自己的测试及研究 所以 给大家快快地看一下 我们的一些参考设计的应用 这就是我给大家做的一个大概的介绍 就是一个总体上的看法