最近做嵌入式语音识别,发现不少单片机跑AI小模型容易出现卡顿、延迟高的问题,尤其离线场景,算力和功耗很难平衡。这段时间调试了一套基于沁恒青稞RISC-V芯片的语音识别方案,实测下来效果不错,特意分享供参考。

目前边缘侧离线语音需求越来越多,不用联网、响应快、数据安全,不管是智能家居、工控设备还是车载小配件,都用得上。这套方案的核心亮点,就是青稞内核自带的RVV1.0向量扩展,并行算力够强,跑语音相关的AI小模型很有优势。

一、方案概况

方案主要基于CH32V407,采用轻量化AI小模型,专门给嵌入式设备做离线语音识别,不用依赖云端,断电断网都能正常工作,适配低功耗、小体积的终端产品。

其中CH32V407用的是沁恒自研的青稞RISC-V3V内核。据沁恒微招股书内容显示,青稞RISC-V3V处理器支持RVV1.0向量扩展,并行处理能力显著增强,可有效提升音频/图像处理、AI人工智能和机器学习小模型的运行效率。实际调试下来,比起普通内核,语音模型推理速度确实快了不少,运算耗时更短,芯片负载也更低,解决了传统MCU跑AI算法吃力的问题。

硬件层面也很省心,芯片内部集成了运放和12位高速ADC,语音信号可以直接采集,不用在外围搭复杂的调理电路,布线和用料都能省不少。另外自带2组I2S接口,想提升音质,外接音频编解码芯片也很方便。芯片还内置了100M/10M以太网PHY,除了离线孤立词识别,也能做在线语音识别,离线在线两种模式都能兼顾,场景适配性更广。

二、核心特点

1、RVV1.0向量扩展,AI小模型运行更高效

这是方案最核心的优势,RVV1.0向量扩展主打并行处理,一改传统单片机串行运算的短板。针对语音识别、音频处理这类计算量偏大的任务,还有轻量化机器学习小模型,并行加速效果明显,不用额外加AI加速芯片,就能让语音算法流畅跑起来,指令响应更及时,长时间运行也稳定。

2、硬件集成度高,开发难度低

内置运放+12位高速ADC,支持语音直采,省去了前置放大、滤波等外围电路,元器件用量少,BOM成本更低,PCB布局也更紧凑。对于量产项目来说,电路简单意味着故障率更低,开发周期也能缩短,上手调试很方便。

3、I2S接口齐全,可灵活扩展

板载2组独立I2S接口,通用场景直接用内置ADC就行;对音质要求高的产品,比如专业语音交互、音频设备,外接编解码芯片就能实现高品质收音和播放,适配不同档次的产品需求。

4、离线+在线双模,实用性强

离线模式支持孤立词识别,无网、弱网环境下稳定工作,适合工控、车载这类不能断网的场景。自带以太网PHY,需要更复杂的语音交互时,也能切换在线模式,不用改太多硬件,一套方案适配多种需求。

5、低成本易落地,适合量产

芯片本身是成熟量产型号,性价比不错,不用额外加装加速模块,整体方案成本可控。官方配套的驱动和算法库很完善,移植、调试门槛不高,想把语音功能快速集成到产品里,这套方案很合适。

三、适用场景

这套方案适合各类低功耗AIoT设备,比如智能家居控制器、智能小家电、车载语音助手、工业控制面板、离线语音遥控器、智能门禁、便携穿戴设备等,主打离线语音交互,对算力和稳定性有要求的量产项目都可以参考。

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