隨著車輛轉(zhuǎn)變?yōu)榛ヂ?lián)生態(tài)系統(tǒng)，人工智能和先進(jìn)技術(shù)變得越來越重要。信息娛樂系統(tǒng)已從單純的音樂播放器發(fā)展成為連接、娛樂和導(dǎo)航的中心樞紐。隨著全球?qū)κ孢m性、便利性和安全性的需求不斷增長，汽車信息娛樂市場正在經(jīng)歷顯著增長。2023 年價值 149.9 億美元，預(yù)計 2024 年至 2030 年的復(fù)合年增長率 (CAGR) 將達(dá)到 9.9%。

為了跟上這一發(fā)展的步伐，信息娛樂系統(tǒng)必須適應(yīng)一系列工作負(fù)載，包括音頻、語音、人工智能和視覺技術(shù)。這需要一個靈活、可擴(kuò)展的數(shù)字信號處理器 (DSP) 解決方案，作為主應(yīng)用處理器的卸載引擎。集成單個 DSP 以實現(xiàn)多種功能，為高性能、低功耗處理提供了一種經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，這與電動汽車 (EV) 的需求非常契合。

Cadence 信息娛樂解決方案：引領(lǐng)潮流

Cadence Tensilica HiFi DSP 在增強(qiáng)車載信息娛樂系統(tǒng)的音頻功能方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它們支持語音識別、免提通話等應(yīng)用，并提供身臨其境的音頻體驗。這項技術(shù)對于主動降噪等功能也至關(guān)重要，主動降噪可降低道路和車廂噪音，而聲學(xué)事件檢測可識別玻璃破碎等異常聲音。一項值得注意的創(chuàng)新是“音頻泡泡”，可在車內(nèi)實現(xiàn)個性化的音頻區(qū)域，確保乘客享受獨特的音頻設(shè)置。

Cadence HiFi DSP 技術(shù)通過模仿傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)聲音豐富了電動汽車的駕駛體驗，同時其先進(jìn)的音頻處理確保了在各種數(shù)字無線電標(biāo)準(zhǔn)中的最佳性能。它顯著降低了噪音，從而改善了駕駛室體驗。集成雙精度浮點單元 (FPU) 脫穎非常優(yōu)秀，因為它通過高效的 64 位處理升級了音頻性能和信噪比 (SNR)，允許自由地控制眾多揚(yáng)聲器。

這些進(jìn)步使 DSP 成為不斷發(fā)展的信息娛樂系統(tǒng)的重要工具，提供無與倫比的性能和適應(yīng)性。Tensilica HiFi 處理器對先進(jìn)的信息娛樂 SoC 至關(guān)重要，可作為高效的卸載處理器，增強(qiáng)實時執(zhí)行和能效。Cadence 的生態(tài)系統(tǒng)擁有超過 200 個編解碼器和軟件合作伙伴關(guān)系，推動了創(chuàng)新信息娛樂系統(tǒng)的發(fā)展。HiFi 5s DSP 的推出標(biāo)志著聯(lián)網(wǎng)汽車體驗的新時代，為突破性進(jìn)步奠定了基礎(chǔ)。

利用 HiFi 5s DSP 技術(shù)探索未來

HiFi 5s 代表了音頻和 AI 數(shù)字信號處理性能的巔峰。它基于 Xtensa LX8 平臺構(gòu)建，引入了自動矢量化等功能，允許標(biāo)準(zhǔn) C 代碼自動優(yōu)化性能。這種硬件和軟件協(xié)同設(shè)計的協(xié)同作用標(biāo)志著 DSP 技術(shù)向前邁出了重要一步。通過利用其擴(kuò)展的單指令多數(shù)據(jù) (SIMD) 功能以及雙精度浮點單元 (DP_FPU) 等功能，HiFi 5s 在信號和音頻處理任務(wù)中實現(xiàn)了無與倫比的精度和速度改進(jìn)。同樣值得注意的是它的分支預(yù)測和 L2 緩存增強(qiáng)功能，它們通過改進(jìn)控制代碼執(zhí)行和識別編解碼器效率來優(yōu)化系統(tǒng)性能。此類增強(qiáng)功能的應(yīng)用在實際場景中特別有益。

AI 驅(qū)動的音頻

Cadence 專注于將 AI 與 HiFi 5s 集成，通過 AI 驅(qū)動的解決方案顯著提高了音頻清晰度。

AI 模型從現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)并動態(tài)適應(yīng)，而經(jīng)典的 DSP 算法則依賴于固定規(guī)則。

AI 可以針對特定場景進(jìn)行微調(diào)，而經(jīng)典的 DSP 則缺乏靈活性。

AI 可以更好地處理極端和邊際噪聲模式，在不同環(huán)境中具有良好的泛化能力，并且對不同的噪聲特性具有很強(qiáng)的魯棒性。

Cadence 對人工智能的投入標(biāo)志著音頻處理的關(guān)鍵轉(zhuǎn)變。受嚴(yán)格規(guī)則約束的傳統(tǒng) DSP 算法被 AI 從現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)中動態(tài)學(xué)習(xí)的能力所掩蓋。這種適應(yīng)性使 AI 模型能夠應(yīng)對具有挑戰(zhàn)性的噪聲模式，并提供無與倫比的 cl即使在嘈雜的環(huán)境中也能保持聲音的清晰度，是汽車和消費類音頻應(yīng)用的理想選擇。

OmniSpeech 和 ai|coustics 提供的實時 AI 優(yōu)化語音增強(qiáng)功能

OmniSpeech

合作伙伴 OmniSpeech 擁有先進(jìn)的基于 AI 的音頻處理技術(shù)，可提高音頻軟件的性能，特別是全向麥克風(fēng)和偶極麥克風(fēng)的性能。令人印象深刻的是，他們的技術(shù)運行速度低于 32MHz，僅需 418kB 內(nèi)存。

測試結(jié)果表明，當(dāng) AI 使用單個全向麥克風(fēng)時，背景噪音顯著降低，優(yōu)于非 AI 解決方案。此外，當(dāng)使用帶有 AI 的偶極麥克風(fēng)時，加權(quán)信噪比 (SNR) 提高了 3.5 倍，各種背景噪音下的全局平均意見得分 (GMOS) 提高了 28% 以上。

ai|coustics

ai|coustics 是 Cadence 的合作伙伴，專注于高級音頻技術(shù)，采用實時 AI 優(yōu)化語音增強(qiáng)算法。他們利用包含數(shù)千小時和 100 種語言的大量語音質(zhì)量數(shù)據(jù)集，將低質(zhì)量音頻轉(zhuǎn)換為錄音室級音頻。他們的功能包括：

消除混響，消除房間共振、回聲和反射

消除下采樣和編解碼器壓縮產(chǎn)生的偽影

動態(tài)和自適應(yīng)背景噪音消除

通過模擬和數(shù)字失真恢復(fù)音頻材料

為所有語言、口音和各種揚(yáng)聲器提供支持

應(yīng)用包括：

汽車：提高導(dǎo)航命令和通信的清晰度，以確保駕駛員安全

消費者音頻：提高語音清晰度，以便更好地理解電視節(jié)目中的對話。優(yōu)化上行和下行音頻流通信中的語音清晰度

智能物聯(lián)網(wǎng)：提高語音命令檢測和響應(yīng)質(zhì)量

性能增強(qiáng)

分支預(yù)測和 L2 緩存集成方面的進(jìn)步顯著提升了各種系統(tǒng)的性能指標(biāo)。借助 HiFi 5s，分支預(yù)測可將編解碼器效率平均提高 5%，在最佳條件下可達(dá)到 16%。L2 緩存改進(jìn)大大提高了系統(tǒng)級性能，EVS 解碼器效率提高了 2.3 倍。在成像用例中添加 MAC 和成像 ISA 帶來了實質(zhì)性的進(jìn)步。將 HiFi 5s 與 HiFi 5 進(jìn)行比較時，成像 ISA 性能改進(jìn)范圍平均性能改進(jìn) >60%。

未來

隨著 Cadence 繼續(xù)在 DSP 技術(shù)方面開辟道路，HiFi 5s 成為消費者和汽車音頻用例的典型解決方案。憑借強(qiáng)大的自動矢量化框架、無與倫比的雙精度 FPU、AI 驅(qū)動的音頻解決方案以及全面的系統(tǒng)增強(qiáng)功能，Cadence 正在引領(lǐng)音頻處理的新紀(jì)元，讓每個音符都更清晰、每個聲音都更豐富、每個體驗都更具吸引力。這不僅僅是音頻的未來，更是我們體驗周圍世界的未來。