Cadence verlängert die Akkulaufzeit und verbessert die Benutzererfahrung für Wearables

Der Tensilica HiFi 1 DSP von Cadence Design Systems wurde entwickelt, um das Benutzererlebnis für kleine Akkugeräte wie TWS-Ohrhörer, Hörgeräte, Bluetooth-Headsets, Smartwatches und andere Wearables zu verbessern.

Der extrem niedrige Energieverbrauch des HiFi 1 DSP verlängert die Dauer der Sprachkommunikation und Musikwiedergabe und ermöglicht es, Sprachbefehle immer zu hören, aber mit minimaler Auswirkung auf die Akkulaufzeit. Dies wird kleinere Formfaktoren, kostengünstigere Verbraucher- und Mobilgeräte sowie Automobil- und Industriegeräte ermöglichen und gleichzeitig eine erhöhte Funktionalität bei geringem Energieverbrauch bieten.

Eine Reihe konvergierender Trends treiben den Bedarf an energiesparenden Audio-/Sprachfunktionen in einem kleinen Formfaktor voran. Hearables und Wearables übernehmen zunehmend den von der Bluetooth Special Interest Group (SIG) im Jahr 3 standardisierten Low Complexity Communications Codec (LC2020). Darüber hinaus treibt die Vorliebe der Verbraucher für freihändige und berührungslose Steuerung die Nachfrage nach Always-On-, oder immer zuhören, Geräte, die auf Sprachaktivierungsbefehle reagieren, und Appliances übernehmen diese Fähigkeiten sogar. Um diesen Trends gerecht zu werden, sind ein kleiner Formfaktor und eine längere Akkulaufzeit entscheidend.

»Die von Fraunhofer mitentwickelten Low Complexity Communication Codecs (LC3 und LC3plus) tragen dazu bei, den Energieverbrauch von batteriebeschränkten Bluetooth-Geräten zu begrenzen. Fraunhofer und Cadence arbeiten seit langem an verschiedenen Codecs, darunter LC3/LC3plus, die Cadence für seine Tensilica HiFi-DSPs optimiert hat“, sagte Manfred Lutzky, Leiter der Abteilung Audio für Kommunikation am Fraunhofer IIS.

„Wir freuen uns, dass sie auf dieser Erfahrung mit dem neuen HiFi 1 DSP aufbauen, der für LC3 und LC3plus energie- und zyklusoptimiert ist. Der HiFi 1 DSP verkörpert die extrem niedrigen Energieniveaus des Codecs, die mit zusätzlichen Funktionen hörbare und tragbare Geräte mit kleinen Batterien entlasten und die weit verbreitete Einführung von LC3 und LC3plus beschleunigen sollen.“

Der HiFi 1 DSP bietet extrem energiesparende Codierung und Wiedergabe von LC3 und anderen Bluetooth-Codecs sowie extrem energiesparendes Keyword-Spotting für die Sprachaktivierung, und das alles in einem HiFi-DSP mit kleinstem Platzbedarf. Im Vergleich zum HiFi 3 DSP, dem beliebtesten Audio-DSP der Branche für die Zielanwendungen, bietet der HiFi 1 DSP:

● 11 bis 16 % unterer Bereich
● 60 bis 73 % höhere Zyklen- und Energieeffizienz für ML-basierte „OK Google“-Keyword-Spotting- und Personenerkennungsanwendungen
● Mehr als 18 % Zykluseffizienz und 14 % Energieeffizienz für die LC3-Decodierung

„Der HiFi 1 DSP von Cadence senkt den Energieverbrauch für den Betrieb der Always-on-Klasse von KI-Anwendungen, wie z lange Zeit“, sagte Pete Warden, technischer Leiter von TFLM bei Google.

„Cadence und Google arbeiten schon seit langem bei TFLM zusammen, und wir freuen uns, die Zusammenarbeit fortzusetzen, während Cadence die Grenzen von Energie und Leistung weiter verschiebt.“

HiFi 1 DSP-Funktionen und Vorteile:

● Spezielle Anweisungen einschließlich arithmetischer Codierung für LC3-Codierung und -Decodierung machen den HiFi 1 DSP in der Lage, energieeffizientes Bluetooth LE Audio zu liefern
● Anweisungen für ITU-T3GPP-standardisierte 2019 BASOPs beschleunigen Sprachcodecs und führen sie mit hoher Energieeffizienz aus, wodurch die Sprechzeit verlängert wird
● Neuronale Netzwerk-ISA und Load/Store beschleunigen die Keyword-Erkennung und andere Machine-Learning-Workloads für einen geringeren Energieverbrauch, während die speicherzugriffsoptimierte ISA-Reduzierung die Leistung bei kleinen Cache-Größen verbessert
● Effiziente Signalverarbeitung reduziert Energie und Zyklen für die Audio- und Sprachvor- und -nachbearbeitung
● Die optionale Vector Floating Point Unit (VFPU) mit niedriger Latenz bietet einen höheren FP-Durchsatz bei geringerem Energieverbrauch.
● Vektor-Bool-Register verbessert die Energieeffizienz für bedingten Code

„HiFi-DSPs erfreuen sich einer breiten Akzeptanz in TWS-Ohrhörern und Bluetooth-Headsets der aktuellen Generation“, sagte David Glasco, Vizepräsident für Forschung und Entwicklung für Tensilica IP bei Cadence. „Das Aufkommen von LC3 und breitere Markttrends schaffen die Voraussetzungen für Hörgeräte der nächsten Generation, die ein überragendes Benutzererlebnis und eine längere Akkulaufzeit bieten. Da viele Sprach- und Sprachalgorithmen in Richtung KI migrieren, sehen wir auch stark wachsende Anwendungsfälle für Analysen und eine bessere Klangqualität in TWS-Ohrhörern.“