【产品】CI-B03ST01S-BK10双麦离在线语音识别模组硬件，搭载高性能CI1103语音识别芯片

时间： 2020-03-14 来源：启英泰伦

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启英泰伦双麦离在线语音识别模组 CI-B03ST01S-BK10 是针对离在线应用开发的一款通用、便携、低功耗高性能语音识别模组，该模组可用于离在线智能家电、离在线智能家居设备、故事机、智能音箱、智能玩具等多种产品。

图1 产品实物图

图2 产品尺寸图

模组实物如图 1 所示，该模组为单面贴装，主要 IC 包括 CI1103、 Flash、 BK7251、ES7243 等，尺寸图如图2 所示。声音通过双麦克风输入到 CI1103 识别运算，同时也通过 I2S 传输到 BK7251 进行在线语音应用，反馈播音通过功放芯片驱动喇叭播放。该模块板上将 CI1103 芯片的一些通用通信接口如 UART/GPIO 等引出，方便开发者进行开发。用户可根据图 1 和图 2 设计封装及模具。

该模组具有以下功能和特点：

◆模组搭载高性能 CI1103 语音识别芯片，通过该芯片内置的基于深度神经网络（DNN）的硬件处理器，可以实现大词汇量（300 条命令词以内）离线语音识别，不依赖网络，时延小，可保护用户隐私。

◆支持 10 米超远距离语音远场识别，识别率达到 97%以上，响应时间最快达到 0.2S，支持中文、英文、日文和部分方言识别。

◆支持双麦远场降噪、Beamforming、DOA 等算法，支持 360 度全方位拾音，可抑制目标语音方向之外的环境噪音，保证嘈杂环境语音识别的准确性。

◆支持回声消除，可实现语音唤醒打断功能，回声抑制比超过 20dB。

◆支持声源定位，可通过麦克风阵列实现辨别声源方位。目前可实现 180° 声源定位，误差在±15°范围以内。

◆支持本地命令词自学习功能。在离线状态下，用户通过录入语音即可自定义唤醒词和命令词，实现专属自助定制，使之更符合用户使用习惯。

◆支持声纹识别，可实现听声识人，自动提取说话人声音特征，辨识身份。

◆方案开发时支持语音合成功能，可以将文字信息转化为声音信息。目前可提供 10 余种音色选择，音色自然流畅。

◆模组搭载高性能 WIFI 芯片 BK7251，该芯片内置 MCU 主频达 180MHZ，支持 802.11b/g/n 无线网络。用户可通过 WIFI 实现语音在线识别，获取云端资源等功能。

◆模组体积小巧，长宽为 50x28mm，可以集成到各种智能产品中或作为产品的主控板，支持 SMD 贴片和插针两种安装方式，设计和生产均比较灵活方便。

◆模组为超低成本人工智能神经网络专用语音识别模组，给客户产品带来了超高性价比。

◆高可靠性，模组选材均选用工业级器件，可应用在对可靠性要求高的产品中。

模组主芯片描述

CI1103 芯片是一颗专用于语音处理的人工智能芯片，可广泛应用于家电、家居、照明、音箱、玩具、穿戴设备、汽车等产品领域，实现语音交互及控制。 CI1103 系列芯片内置自主研发的脑神经网络处理器 BNPU，支持本地大词汇量语音识别和声纹识别等功能，和内置的 CPU 核结合可以做各类智能语音方案应用。CI1103 系列芯片内置高性能低功耗 Audio Codec 模块和硬件音频处理模块，可以外接麦克风实现单芯片远场降噪和回声消除等功能。同时该芯片还集成多路 UART、I2C、SPI、PWM、GPIO 等外围控制接口，可以开发低成本的单芯片智能语音离线或离在线识别方案。

CI1103 芯片功能框图如下图所示：

图3 CI1103系列芯片功能框图

◆神经网络处理器 BNPU

- 基于 DNN 架构开发，采用硬件进行神经网络运算，内核可配置并独立处理 AI 语音功能

- 支持本地大词汇量语音识别和本地声纹识别

- 支持硬件 VAD 语音检测和打断唤醒

◆硬件音频处理模块

- 支持硬件处理双麦克风语音远场降噪，运行各类降噪算法

- 支持回声消除等功能

◆CPU

- 支持 24-bit 系统 timer

- 32-bit 单周期乘法器

- 支持 Serial Wire Debug Port(SW-DP) debug

- 内置 DMA 控制器

◆存储器

- 支持 4 线 QSPI Nor Flash

- 内置 SRAM 和 DRAM

- 内置 ROM

◆音频接口

- 内置高性能低功耗 Audio Codec 模块，支持两路 ADC 采样和 DAC 播放

- 支持 Automatic Level Control (ALC)功能

- 支持 16kHz/24kHz/32kHz/44.1KHz/48KHz 采样率，支持 44.1KHz 时钟频点

- 支持一路 I2S 音频扩展通路

◆SAR ADC

- 4 路 12bit SAR ADC 输入通道

- ADC IO 可与数字 GPIO 进行功能复用

◆外设和定时器

- 3 路 UART 接口，最高可支持 3M 波特率

- 2 路 I2C 接口

- 1 路通用 SPI 接口

- 1 路 QSPI（Quad）接口

- 6 路 PWM 接口

- 内置 4 组 32-bit timer

- 内置 1 组独立看门狗（IWDG）

- 内置 1 组窗口看门狗（WWDG）

◆GPIO

- 支持超 30 个 GPIO 口（IO 功能复用）

- 每个 GPIO 口可配置中断功能

- 支持两路带滤波功能的外部中断

◆时钟及复位

- 支持外接晶体或有源晶振

- 内置 PLL 和上电及欠压复位电路

表1 电气特性参数表

NOTE1：5V 为模组典型输入电压，输入超过 5.5V 电压会损坏模组。

NOTE2：需要为模组预留一组驱动能力为 1A 的电源输入，喇叭播音瞬间最大电流可能会达到 500mA。

NOTE3：模组需要真空保存，开封后 4 小时焊接使用，没使用需要置于 5%RH 干燥柜并在 48 小时内焊接使用，在工厂暴露后需要烘烤。

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ZHANGKK Lv7. 资深专家 2021-12-10

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