除了極低功耗的藍牙設(shè)計外，還可以使用一個二次喚醒接收器，該接收器功耗可以更低（比標(biāo)準(zhǔn)接收器低20到50倍），使整個藍牙SoC進入深度睡眠狀態(tài)；該設(shè)備可以通過另一臺主機的特殊模式喚醒。我們不會在這里詳細介紹這項技術(shù)，因為它只適用于少量的專用遙控器。

 

第三種低功耗技術(shù)是利用能量收集來獲取射頻無線能量以延長電池壽命。許多家庭和建筑物都有大量的射頻能量（通常在ISM波段），當(dāng)遙控器放在桌子上時，可以采集這些能量。根據(jù)能量水平，一個裝置可以獲得幾十微瓦的能量。最終目標(biāo)是在可能的情況下替代電池電源，將電池的壽命延長到幾年，而目前遙控器的壽命只有6到9個月。對于工業(yè)和特殊用途的遙控器，還可以使用其他能源技術(shù)，如太陽能、熱能和運動能量收集。

 

如前所述，要實現(xiàn)真正的免提操作，遙控器必須同時像智能揚聲器一樣工作，但也要像入耳式耳機一樣節(jié)能。像QuickLogic這樣的公司已經(jīng)開發(fā)出高度優(yōu)化、超低功耗的配套器件來配合藍牙芯片組來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。

 

藍牙連接的語音遙控器基本上有三種模式：待機模式、喚醒詞檢測模式和數(shù)據(jù)傳輸模式，功耗也是逐步增加。

 

在待機狀態(tài)下，藍牙和伴生芯片處于休眠狀態(tài)，等待周圍環(huán)境中的一些喚醒詞。實現(xiàn)這一點最節(jié)能的方法之一是使用Vesper的麥克風(fēng)喚醒聲音功能，該功能僅消耗10µA，等待環(huán)境聲超過預(yù)先配置的閾值。在一個典型的起居室用例中，系統(tǒng)在80%的時間內(nèi)處于這種模式。

 

一旦達到閾值水平，就會從麥克風(fēng)觸發(fā)一個中斷，并喚醒伴隨芯片；此時進入喚醒字檢測模式。伴隨芯片的MCU可以啟動并運行WWE一段時間，以檢測關(guān)鍵字是否被說出。第三方解決方案（如Retune DSP的VoiceSpot WWE）可以在Cortex-M4上運行，只需使用一個麥克風(fēng)，無需使用多麥克風(fēng)自適應(yīng)波束形成的計算密集型解決方案，而多麥克風(fēng)自適應(yīng)波束形成通常是中場（3到9英尺）語音識別所需的。

 

除了明顯的節(jié)省處理器資源外，從系統(tǒng)中減少每一個麥克風(fēng)還可節(jié)省400至650µA（有功功率）。如果檢測到喚醒字，它會中斷并喚醒藍牙芯片進入數(shù)據(jù)傳輸模式。這是必要的，因為在喚醒字之后的用戶字需要以脈沖編碼調(diào)制（PCM）或壓縮數(shù)據(jù)的形式傳送到主機（如電視）。

 

如果沒有檢測到喚醒字，系統(tǒng)將恢復(fù)到初始待機模式。一些配套芯片，如QuickLogic的芯片，有專用的低功耗聲音檢測（LPSD）硬件，以降低喚醒字檢測模式中使用的平均系統(tǒng)功率。例如，有些風(fēng)扇聲音有一個高分貝聲壓，但顯然不是講話。LPSD硬件有足夠的智能來感知這一點，并忽略聲音，以避免不必要地運行WWE額外功耗。

 

藍牙5.0/LE非常適合數(shù)據(jù)傳輸模式，因為它可以在低功耗的按需數(shù)據(jù)包中傳輸數(shù)據(jù)。一個理想的伴侶應(yīng)該有足夠的存儲空間和處理能力，以便在將語音數(shù)據(jù)發(fā)送到藍牙設(shè)備之前對其進行壓縮，一個典型的例子是運行Opus音頻編碼器。

 

作者：

Scott Haylock：QuickLogic的產(chǎn)品營銷總監(jiān)。他擁有超過20年的片上系統(tǒng)經(jīng)驗，并擁有密歇根州立大學(xué)的學(xué)士學(xué)位。

 

Srinivas Pattamatta：Atmosic Technologies業(yè)務(wù)開發(fā)的副總裁。他在無線和其他通信技術(shù)方面也有超過20年的經(jīng)驗。獲得俄勒岡州立大學(xué)電氣工程碩士學(xué)位和圣克拉拉大學(xué)工商管理碩士學(xué)位。