音箱、语音面板、带语音的家电,绝大部分时间不进行语音识别,处于待机状态。待机时固件只做两件事:一是让唤醒词模型保存在能被立刻读到的位置,二是让存放模型的 PSRAM 处于低功耗模式。这两件事相互矛盾——模型整段保存要大容量,整机待机要低电流,APS12804O-SQRHX-SN 同时满足这两条:128Mb 容量装下模型,Halfsleep 模式把存储器的待机电流降到 19.5μA。
模型放在 NOR 里,每次识别都要从 Flash 读取模型,读取速度远低于内存,延迟抖动大;误唤醒尝试越多,FLASH芯片读取越频繁,待机期间的功耗也随之增加。改用 128Mb 的 PSRAM 后,模型只需在上电时读取一次:整段读入 16MB PSRAM 保存,之后每次推理只走内存读,不碰 Flash。唤醒词模型只有 300KB 上下,地址基本一致,从 PSRAM 突发读一遍 4ms 左右,判定节奏稳定,不会出现同一句话有时快有时慢的抖动。
16MB 容量并非全部用于存放模型。按一台带屏语音面板的实际占用:唤醒与命令词模型 6MB、提示音与应答音频 1.5MB、回声消除与降噪双缓冲各 512KB、界面音效与多语言包 1MB,剩下 6MB 多留给 OTA 暂存和运行日志。
APS12804O-SQRHX-SN的待机电流 25℃ 是几十 μA、85℃ 最大到 420μA,Halfsleep 才是 APS12804O-SQRHX-SN 面向电池型产品的关键特性,25℃ 典型 19.5μA,模型数据保留不丢,唤醒词一到直接退出,不需要重新加载。芯片不会自动进入 Halfsleep,需要固件在空闲时主动下发命令;不下这条命令,芯片停留在普通待机档,19.5μA 的低电流拿不到。换算到整机,两种状态的功耗差距很大:按一天待机算,Halfsleep 只耗约 0.5mAh,待机电流按 85℃ 最大值算要 10mAh,差二十倍。对用干电池或纽扣电池的产品,这个差值直接决定换电池周期是几个月还是几年。
Halfsleep 期间 PSRAM 仍在内部对存储阵列刷新,供电不能断。若为省电把 1.8V 轨空闲时切掉,重新上电后模型要重新加载,唤醒延迟回到几百毫秒;确需断电,就要配套 NOR 模型镜像与快速加载流程,不能只关电不做恢复。
音频播放时,主控每隔一小段时间就要从存储器取一批数据送给 codec,每批取多少由 codec 决定,常见是 32 或 64 字节。APS12804O-SQRHX-SN 允许把每次取数的长度配置成 16/32/64/2048 四种,与 codec 的每批数据量配成一样,播放的声音就是连续的;配成不一样,声音里会混进间隔固定的轻微杂音,排查时容易被当成 codec 或电源的毛病。
第二个优势体现在搬运速度上。这颗芯片一次能连续读取 2KB 数据,常见的 1024 字节页芯片一次只能读 1KB,上电加载模型、整段读音频这类大批量搬运,中断次数少一半、用时更短。应答音频就放在 PSRAM 里,播放时直接送给主控,不用在主控内存里再复制一份,省下的空间留给系统其它模块。
设备插电或换电池后,用户可能马上说话。按 144MHz 四线(理论约 72MB/s)算,读 6MB 模型约 83ms,加上缓存初始化与 codec 上电,整段在 200ms 内完成。风险不在速度在顺序:初始化没完成就发命令,读到的是无效数据,表现是「第一次唤醒总是不灵」。上电流程里加一道模型 CRC 校验通过的门,比反复调算法参数有用。电池类产品每次开机都要走这一段,200ms 与 500ms 的差别用户能直接感觉到。接口上 SPI 与 QPI 两种模式可配:引脚资源紧张的模组先用 SPI 起步,追求加载速度再切到 QPI 四位模式,不用更换存储器件。
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 订货料号 | APS12804O-SQRHX-SN |
| 容量/组织 | 128Mb,16M×8bit |
| 接口频率 | 144MHz Wrapped Burst / 84MHz 线性突发 |
| 供电电压 | 1.62~1.98V |
| 工作电流 | 11mA @144MHz |
| Halfsleep 电流 | 典型 19.5μA @25℃ |
| 封装 | SOP-8 150mil |
只用主控 SRAM,模型放不下,只能做几条固定命令词,产品能力直接缩水;放 NOR 则每次推理都要先读一遍模型,延迟和电流两头受损,四麦阵列的缓冲压力(四路 16kHz、16 位一秒 128KB)再叠上去更紧张。模型整段保存加低电流待机这两件事,最后都落到一颗 128Mb PSRAM 上。
问:SQRHX-SN 这个料号能直接写进 BOM 吗?答:订货表里只单列了 SQRH、SQRHX(裸片)和 SQRH-SN(SOP-8,85℃)。「105℃ 加 SOP-8」的组合没有单列,温度定义与量产可供应性要先跟原厂确认。
问:Halfsleep 和待机差多少?答:待机 85℃ 最大 420μA,Halfsleep 25℃ 典型 19.5μA,两者数据都保留;差别在固件要不要显式下发命令。
问:1.8V 轨空闲时断电省电行不行?答:断电模型就丢,唤醒要重新加载,延迟回到几百毫秒;必须断的话要配 NOR 镜像与快速加载流程。
问:四麦阵列要多大缓冲?答:四路 16kHz、16 位同时落缓冲,一秒 128KB,是单麦的近四倍,选容量按麦克风路数乘一遍。
问:模型后续迭代容量够吗?答:模型每代涨一到两成,16MB 扣掉模型、音频与双缓冲后还有 6MB 余量,足够撑两三代迭代和 OTA。
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