新しいケイデンスHiFiDSPは、常時接続のヒアラブルとウェアラブルをターゲットにしています

いくつかの収束傾向により、特にヒアラブルとウェアラブルにおいて、スモールフォームファクタでの低エネルギーオーディオ/音声機能の必要性が高まっています。ターゲットの消費者向けデバイスが常にリスニング、音楽の再生、コンテキストアウェアネスの提供、およびデバイス上の人工知能（AI）の提供を行う必要があるかどうかにかかわらず、これにはエネルギー効率の高いDSPだけでなく、AIエンジンを追加する機能も必要です。 。

これに対処するために、ケイデンスデザインシステムズは、テンシリカHiFiDSPファミリーに新しいデバイスであるHiFi1を導入しました。これは、HiFi 3 DSPの小型バージョンで、面積が11〜16％小さく、サイクルとエネルギー効率が60〜73％高くなっています。 MLベースの「OKGoogle」キーワードスポッティングと人物検出アプリケーションの場合、LC3デコードのサイクル効率は18％以上、エネルギー効率は14％以上です。

Cadenceの製品マーケティングディレクターであるPrakashMadhvapathyは、embedded.comに対して、新しいHiFi1はHiFi3の単なる縮小版ではなく、常にエネルギー効率とパフォーマンスの要件に対応するためのゼロからの設計であると強調しました。消費者からの期待に。つまり、HiFi 1の最初の主要市場となるヒアラブルとウェアラブルだけでなく、非常に低いエネルギーレベルで実行するために常時オンのセンサーフュージョンを必要とする他のユースケースも対象になります。

したがって、ケイデンスによれば、HiFi 1 DSPは超低エネルギー消費を特徴とし、音声通信と音楽再生の期間を延長し、バッテリー寿命への影響を最小限に抑えて音声コマンドを常時オンで聞くことができます。これにより、スモールフォームファクター、低コストの消費者向けおよびモバイルデバイス、ならびに自動車および産業用デバイスが、低エネルギー消費で機能性を向上させることができます。

これは、家電分野の多くのトレンドを対象としています。ヒアラブルとウェアラブルは、2020年にBluetooth Special Interest Group（SIG）によって標準化された低複雑度の通信コーデック（LC3）を採用することが増えています。さらに、ハンズフリーおよびタッチフリー制御に対する消費者の好みにより、常時接続の需要が高まっています。または常にリッスンしている、音声ウェイクアップコマンドに応答するデバイス、およびアプライアンスもこれらの機能を採用しています。

これらのデバイスとアプリケーションを有効にするために、Madhvapathyは、「HiFi 1のゲームの名前は、エネルギーが重要なアプリケーションのバッテリー寿命です」とコメントしています。彼は、LC3エンコードとデコードの算術符号化のための特別な命令を作成するようなことをすることを意味すると言いました。これにより、HiFi1はBluetoothLEオーディオ用の最もエネルギー効率の高いDSPになります。新しい最適化されたHiFi1DSPのその他の機能は次のとおりです。

• 音声コーデックを高速化し、エネルギー効率を高めて通話時間を長くするための、ITU-T3GPPで標準化された2019BASOPの手順。
• ニューラルネットワークISAとロード/ストアは、キーワードスポッティングやその他の機械学習ワークロードを高速化してエネルギー消費を削減し、メモリアクセスに最適化されたISA（命令セットアーキテクチャ）は、小さなキャッシュサイズでパフォーマンスを向上させます。
• 効率的な信号処理により、音声と音声の前処理と後処理のエネルギーとサイクルを削減します。
• オプションの低遅延ベクトル浮動小数点ユニット（VFPU）により、より低いエネルギー消費でより高いFPスループットを実現します。
• 条件付きコードのエネルギー効率を改善するためのベクトルブールレジスタ。

The LinleyGroupのシニアアナリストであるMikeDemlerは、この新しいDSPのようなものが必要な理由を説明しました。彼は、次のように述べています。機械学習と従来のDSPアルゴリズムの組み合わせがこれらのアプリケーションに浸透していますが、バッテリーの寿命とフォームファクターを損なうことはできません。ケイデンスは、オーディオ、音声、および音声アプリケーション向けに広く採用され、サポートされているTensilica HiFi DSPで、強力なリーダーシップの地位を確立しています。新しいHiFi1 DSPは、これらの新しいターゲットアプリケーションをコンパクトな設計で実現することにより、さらに一歩進んでいます。エネルギーを意識した設計のために、超低エネルギーレベルでAI、コーデック、DSPのパフォーマンスを完全に融合しています。」

LC3を共同発明したFraunhoferは、LC3 / LC3plusは、バッテリーに制約のあるBluetoothデバイスのエネルギー消費を最小限に抑えるのに役立ち、CadenceはFraunhoferと協力して、Tensilica HiFiDSPのコーデックを長年にわたって最適化してきたと述べました。フラウンホーファーIISの通信部門のオーディオ責任者であるManfredLutzky氏は、次のように述べています。 HiFi 1 DSPは、コーデックの前例のない超低エネルギーレベルを具現化しており、機能が追加された小型のバッテリー可聴およびウェアラブルデバイスに安心をもたらし、LC3およびLC3plusの普及を加速するのに役立ちます。」

ケイデンスは、TensorFlow Lite Micro（TFLM）でGoogleとも協力していました。 GoogleのTFLMのテクニカルリードであるPeteWarden氏は、次のように述べています。 -長時間実行するように制約されたデバイス。ケイデンスがエネルギーとパフォーマンスの限界をさらに押し上げる中、コラボレーションを継続できることを嬉しく思います。」

Madhvapathyは、HiFiDSPはすでに広く採用されている現世代のTWSイヤフォンとBluetoothヘッドセットであると述べました。彼は、新しいDSPは既存のHiFi DSPとソフトウェア互換であると強調しました。これは、同社がHiFiDSPに160のパートナーを持っているため重要でした。

次世代のヒアラブルの場合、LC3の出現と幅広い市場動向に加えて、AI対応の音声および音声アルゴリズムにより、TWSイヤフォンの分析とより良い音質のユースケースが拡大する可能性があります。これは、HiFi 1 DSPが低エネルギー消費を可能にし、マスマーケットに常時オンで常時リスニング機能を提供すると同社が信じているところです。