【应用】集成紧凑型RZ/A1LC处理器的IDT低成本智能音箱方案，设计简单
本文介绍了IDT（RENESAS）的智能音箱方案。该方案主要功能包括了Wi-Fi无线功能，Bluetooth蓝牙无线功能，语音识别等，集成先进高性能的RZ/A1LC处理器以及丰富的外围功能。整个方案成本低，性能好，功能强，设计简单，尺寸小等，使你的智能音箱能够很好的完成各种智能功能。
目前市面上智能音箱种类繁多，新品迭代迅速，怎样才能找到一款低成本，高性能，尺寸小，硬件使用寿命长的方案呢。IDT的智能音箱方案就是其中一种。下面我们来分析分析IDT的智能音箱方案的详细设计与优势。
IDT的智能音箱方案的总设计图如下。
图1 IDT的智能音箱应用方案
我们看到，IDT的智能音箱方案整体的实现还是比较简单的，使用的配件并不多，其中主要的配件有(图中蓝色部分)。
主处理器 RZ/A1LC
以及一些外围设备如
其设计中，电源连接稳压器ISL80510与降压转换器ISL80020A分别供电给主处理器RZ/A1LC，蓝牙模块RL78/G1D，Wi-Fi模块RTL8189EM，以及扬声器与麦克风电路。主处理器RZ/A1LC通过PWM接口连接LED驱动ISL97634，通过UART接口连接蓝牙模块 RL78/G1D和Wi-Fi 模块 RTL8189EM进行数据通信。通过I2S与SPI接口连接扬声器与麦克风电路。所以可以看出其优势之一就是设计简单。
IDT的智能音箱方案采用的主处理器是RZ/A1LC系列的处理器。RZ/A1LC是RZ / A1系列中最具成本效益的部分，其Arm®Cortex®-A9内核以400MHz运行，并具有2MB片上SRAM，以支持片上帧缓冲器。RZ/A1LC是试图达到MPU性能水平的MCU设计的理想替代品。 RZ/A1LC支持非常紧凑的嵌入式设计，而无需担心内存采购和内存EOL。 支持Linux，RTOS或Bare-metal，这是设计紧凑，高性能的智能IoT终端设备的理想设备。 在具有SDRAM接口的176引脚BGA封装中支持，以扩展至128MB的外部存储器。
就是因为RZ/A1LC系列的处理器片上带了2MB的SRAM，所以可以不用去购买或设计DRAM，为你节约了成本。而400MHz的高性能运行内核足以胜任各种程序。该芯片还支持linux操作系统，可为你实现强大的功能，最小封装尺寸可到8 mm × 8 mm，满足你各种设计需求。
RZ/A1LC系列的处理器还提供了e-AI解决方案，从而可以完美的使用深度学习给无线音箱智能化。其e-AI解决方案，提供了一个e-AI Translator 库，该库可以运行Caffe、TensorFlow、Keras等深度学习库编译好的模型。其使用流程大致如下。
图2 RZ/A1LC系列的处理器e-AI Translator使用模型
从上图可以看出，主要流程分两步，一是在电脑上做好模型，二是使用e-AI Translator库在RZ/A1LC系列的处理器上运行模型就可以了。这样智能音箱做起来方便快速，减少的成本。
图 3 RZ/A1LC 接口
我们可从上图看到，我们需要和蓝牙模块使用uart连接使用的是K1，和K2脚。连接蓝牙模块的47和46脚就可以了。
图 4 蓝牙模块丰富的接口
RL78/G1D微控制器支持Bluetooth®低功耗，并以4.3 mA的RF发射电流（0 dBm输出）和3.5 mA的RF接收电流实现了业界最低的电流消耗。由于内置了连接天线所需的电路元件，因此不仅简化了天线连接的电路设计，而且由于不需要外部部件，还有助于降低最终产品的成本。该软件堆栈还支持软件的无线更新，从而有助于提高用户软件的维护效率。其包括天线的尺寸为8.95 x 13.35 x 1.7 mm。与主芯片连接也很简单，直接uart串口连接就可以了，如下图。
图5 与蓝牙模块的连接
ISL97634是一种高效且高度集成的PWM升压LED驱动器，适用于小尺寸LCD面板中的LED背光。 凭借集成的肖特基二极管，OVP和广泛的PWM调光功能，ISL97634为背光设计人员提供了一种简单，可靠且灵活的解决方案。 ISL97634具有广泛的PWM调光控制功能。 它允许调光频率低至直流到可听频谱之外的32kHz。 ISL97634还具有一个反馈断开开关，可防止PWM调光信号对输出进行调制，从而将系统干扰降至最低。ISL97634采用8 Ld TDFN（2mmx3mm）封装。 提供14V，18V和26V OVP选项，适用于各种串联的LED。 ISL97634的额定工作温度为-40°C至+ 85°C环境温度，输入电压为2。4V至5。5V。其应用简单如下。
图 6 ISL97634应用
ISL80510是单输出低压差稳压器（LDO），能够提供高达1A的输出电流。 该LDO在2.2V至6V的输入电压下工作。 ISL80510的输出电压可以设置为0.8V至5.5V，其应用吐下图。
图 7 ISL80510应用
以上就是IDT的智能音箱方案的相关介绍。
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