原创 解密双核DSP架构：TH1520如何以毫瓦级功耗重塑语音交互能效边界？

       传统语音芯片在复杂场景下的高功耗问题长期困扰行业。以某主流智能音箱为例，其待机日均耗电0.05度，年耗电量超18度，相当于一盏5W LED灯全年耗电量的3.6倍。思必驰TH1520芯片通过双核DSP架构与40nm先进制程的协同创新，将典型场景功耗压缩至15-80mW，仅为行业平均值的1/5，成功破解了这一难题，并在美的空调、小鹏P7等产品中实现商用落地。

       双核DSP架构的分工与协作是TH1520低功耗的核心突破。芯片内部的两颗核心各司其职：信号处理核专攻麦克风阵列信号预处理，集成线性4麦/环形6麦硬件模块，可在0.1秒内完成噪声抑制和声源定位，功耗仅5mW；AI加速核则内置32位RISC-V处理器与定制指令集，支持方言识别、声纹验证等算法的硬件加速，处理效率较传统方案提升10倍，功耗降低60%。存储与解码环节的优化进一步强化能效优势：512KB大容量SRAM减少90%外部存储器访问频率，数据搬运功耗占比从35%降至12%；多通道音频解码模块支持8-48kHz采样率自适应，避免重复采样造成的30%额外能耗。中芯国际40nm工艺的加持，使芯片静态功耗控制在0.15mW，达到行业最低水平之一。

       动态调节技术与三级能效管理模式构成功耗优化的双重保障。芯片根据使用场景实时切换工作状态：在监听阶段仅开启基础电路，通过硬件滤波提取声纹特征，功耗低至0.15mW且误唤醒率小于1次/48小时；唤醒阶段双核协同校验声纹，0.2秒响应速度下功耗仅为竞品的1/3；全功能运行时动态关闭非活跃模块，确保功耗波动范围控制在±5%。动态电压频率调节（DVFS）技术则根据环境噪声强度自动调节算力——安静环境下降频至50MHz，复杂声场中升至200MHz，整体能效提升40%。即使在-40℃至85℃极端温度下，内置传感器仍能通过调节供电电压将功耗波动限制在5%以内。

       实测数据验证了TH1520在真实场景中的能效优势。在美的空调的油烟机噪声干扰测试中，芯片实现98%唤醒率，待机功耗从1.2W降至0.35W，降幅达70.8%，单台设备年省电约7.3度；小鹏P7车机系统在休眠状态下维持语音唤醒功能，年待机耗电不足0.5度，较上一代方案节能80%。车载场景中的盯盯拍行车记录仪通过声源定位算法优化，语音处理能耗占比从25%降至7%，续航延长3小时。这些案例印证了芯片在复杂环境下的稳定性和经济性。

       技术突破的背后是算法与硬件的深度协同。研发团队将唤醒模型压缩至200KB并完全嵌入片内SRAM，避免外存访问带来的能耗；专用编译器使语音指令识别速度提升3倍，功耗降低15%。抗干扰能力的升级同样关键：动态降噪策略在85dB噪声下将额外功耗增幅压制在10%以内，远优于传统方案的30%；麦克风阵列按需切换模式（双麦/四麦）进一步节省15%硬件能耗。这些创新推动TH1520成为首个通过欧盟ErP认证的语音芯片，其0.15mW待机功耗远超“≤150mW”的新标准，并成为亚马逊Alexa语音认证的能效参考方案。

       TH1520的商用落地正在重塑产业链生态。其高集成度设计替代了传统“MCU+外置Codec”方案，硬件BOM成本从4.2美元降至2.1美元；与美的联合开发周期从12个月缩短至5个月，效率提升58%。未来，思必驰计划在2024年推出集成NPU的异构架构，支持“视觉+语音”多模态交互，并将监听功耗压至0.1mW以下。2023年底开源的功耗管理SDK将允许开发者自定义能效策略，进一步降低技术门槛，加速“万物语音化”进程。

       从家电到车载，从实验室到生产线，TH1520以毫瓦级功耗重新定义了语音交互的能效边界，为AIoT时代提供了可持续的技术底座。这场能效革命的终局，或许是一个“无感耗电”的智能世界。
作者：深圳市中科领创实业有限公司
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