【Nuvoton ISD9160语音识别试用体验】+ 硬件环境

PCB

本帖最后由 pengee 于 2016-11-24 23:56 编辑

打开HW硬件文件夹，分别包含有数据手册、原理图、PCB图以及PCB的Gerber、BOM等信息，为了更快地熟悉ISD9160开发板，我们只需关注最重要的前三个文件夹。

1. 硬件组成

上图为9160开发板的组成框图，以ISD9160 MCU为核心，由PWM、IR、RV、GAS、TH和G传感器以及MIC、SPEAKER、UART、KEY、LED、OLED以及SPI Flash组成。原理框图中还包含ICEDEBUG调试接口，我们最后再看。

2. ISD9160 MCU

Nuvoton官网上有ISD9160的简介——ISD9160是以Cortex™-M0为基础的系统单芯片ChipCorder，能为需要语音/音频功能的应用提供强大而又成本低廉的解决方案。其高度整合式架构32位Cortex™-M0处理器、2.4至5.5V的宽广运作电压、I²S 数字音频接口、1瓦喇叭驱动器、内建闪存、3V调节器及多功能GPIO-皆是为消费性产品及工业应用市场提供成本低廉的语音/音频系统单芯片而设计。与ADPCM相比，其ISD9160的高压缩算法能达成超过50%的压缩，因此不但能降低内存大小，同时又能传达高质量的语音/音频。其内嵌闪存可用来做为用户程序代码及音讯储存空间。ISD9160可使用外接闪存储存音讯，以延长回放时间。

百度也可以查到相关资料，2011年芯片就出来了。

ISD9160 采用运行速度高达 50MHz 的 Cortex-M0 微控制器、精密的电源管理功能、嵌入式闪存与 SRAM 内存、实时频率（RTC）控制器以及通用型IO（GPIO），使设计人员能开发出具备简单、可靠且易于开发的音频录音与播放功能的系统及产品。ISD9160 亦可于多种消费性产品上播放品牌讯息，使得制造商可让旗下产品采用可播放高音质语音提示内容和加载企业音频内容的芯片，使自家产品有别于市场上的其他商品。

ISD9160 整合了麦克风、喇叭驱动装置及 I2S 等多个语音接口，以及八个可进行电容感应及提供模拟功能的 GPIO ；此外，另有五种省电模式，可让装置于不同工作电压下运作，使其适用于可携式电池供电式产品。由于 ISD9160 利用了 Cortex-M0 处理引擎的优点，因此也能加入语音识别、语音提示及长时间录音播放等大量使用 CPU 资源的功能。

ISD9160 所采用的 ARM Cortex-M0 核心可提供 32 位的效能，且耗电量低，但价格仅与 8 位微控制器的价格相当。设计人员可运用其 32 位架构开发出诸如语音识别、文字转语音 (TTS) 及无线音频等复杂的算法，而这些应用在过去均必须使用数字信号处理器（ DSP ）及其他高阶 ARM 装置。

ISD9160 的特色：

ARM Cortex-M0 核心（最高达 50MHz）
电源管理（五阶电源控制 : < 0.4μA的深度断电模式(DPD); < 2μA的断电模式(PD); < 20μA的深度休眠模式(DSPD);以及休眠模式(SPD);正常操作模式）
芯片上内存（145KByte闪存，12KByte SRAM）
频率控制（48M/32MHz内建修整后振荡器及超低功率10KHz振荡器、32 KHz RTC晶震界面）
GPIO（四种IO模式，可选择输入方式，可交换式上拉IO）
模拟/数字转换器ADC（16位经度，90dB讯噪比，可调式增益及麦克风放大扩大器，以及可程序化双四阶滤波器）
Class-D直接喇叭驱动装置，可提供1瓦的输出功率(5伏特电压, 8Ω喇叭）
自动增益控制ALC（可程序化增益／放大，最高达61dB，麦克风与喇叭可共享，可降低BOM成本）
定时器（两个，使用8位前置换算器及24位的分辨率）
看门狗定时器（可设定开关，多重频率来源，可选择八个逾时期间）
RTC 计数器（提示纪录器、可选择12或24时制，可自动辨识闰年）
硬件循环侦错/校正检查码 (CRC-16)（侦测及校正无线音讯传输的误差）
端口 (UART、SPI、I 2C、I 2S)
选用外部内存接口（SPI闪存，SD/SDHC卡）
多种应用方式（语音式血糖机等可携式医疗器材、保全系统使用的玻璃破碎传感器、大众运输工具的语音提示、无线麦克风及婴儿/老人/残障监视辅助系统；家电上触控面板、语音提示的电容式按键；语音识别玩具、可录音的钥匙圈、知名品牌的新颖产品）

总的来说，ISD9160是一款成熟的可用于语音开发的低功耗多接口芯片。

ISD9160为48脚LQFP封装，管脚详细定义、外设地址分配、时钟复位等寄存器定义以及各接口使用都可以在Datasheet文件夹中的ISD9160Design Guide Rev 1.29中找到。原理框图结构中时钟需重点关注一下，有一个外接32KHz时钟输出32.768KHZ时钟，两个内置时钟分别产生49.152MHz和16KHz时钟。后续我们进行软件开发时随时要来查阅。

3. 传感器系列

A. PWM传感器

应该只是和两个LED相连的ISD9160的PWM0与PWM1引脚，可实现PWM控制功能。

B. IR传感器

核心器件为一个红外感光三极管。

C. RV传感器

核心器件为GL5516系列光敏电阻。

光敏电阻测试方法：

亮电阻：用400-600Lux光照射2小时后，在标准光源A（色温2854K）下用10Lux光测量。

暗电阻：关闭10Lux光照后第10秒的电阻值。

最大功率损耗：环境温度为25℃的最大功率。

最大外加电压：在黑暗中可连续施加给元件的最大电压。

灵敏度：是指10Lux和100Lux照度下的电阻值的倍率=log(R10/R100）。

D. GAS传感器

核心器件为MQ-7 一氧化碳气体检测用半导体气敏元件，在网上可查到相关中文资料。MQ-7气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。采用高低温循环检测方式低温（1.5V加热）检测一氧化碳，传感器的电导率随空气中一氧化碳气体浓度增加而增大，高温（5.0V 加热）清洗低温时吸附的杂散气体。使用简单的电路即可将电导率的变化，转换为与该气体浓度相对应的输出信号。 MQ-7气体传感器对一氧化碳的灵敏度高，这种传感器可检测多种含一氧化碳的气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。

E. TH传感器

核心器件为ti公司的HDC1000 低功耗高精度温度和湿度数字传感器。通过I2C总线和ISD9160通信，时钟应不超过400KHz，不低于10KHZ，读写预设地址对应的寄存器，测量精度可达14位。使用时我们再仔细查阅相关说明。

F. G传感器（真的没想到还能有这个陀螺传感器！）

MPU-60X0是全球首例9轴运动处理传感器。它集成了3轴MEMS陀螺仪，3轴MEMS加速度计，以及一个可扩展的数字运动处理器DMP（DigitalMotionProcessor），可用I2C接口连接一个第三方的数字传感器，比如磁力计。扩展之后就可以通过其I2C或SPI接口输出一个9轴的信号（SPI接口仅在MPU-6000可用）。MPU-60X0也可以通过其I2C接口连接非惯性的数字传感器，比如压力传感器。

和所有设备寄存器之间的通信采用400kHz的I2C接口或1MHz的SPI接口（SPI仅MPU-6000可用）。对于需要高速传输的应用，对寄存器的读取和中断可用20MHz的SPI。另外，片上还内嵌了一个温度传感器和在工作环境下仅有±1%变动的振荡器。

芯片采用QFN封装（无引线方形封装），可承受最大10000g的冲击，并有可编程的低通滤波器。

现在手机上常用的就是它。

4. 外设系列

a) Bluetooth

蓝牙芯片采用了NXP半导体公司的QN9022超低功耗蓝牙SOC片上系统，内核也是32位的ARM Cortex M0，通过UART接口与ISD9160通信。工作频率为2.4GHz（2400MHZ-2483.5MHz），高度集成蓝牙4.0低功耗方案。最大数据速率为1Mbit/s，灵敏度-93dBm，64KB内存，2个UART接口。

b) WIFI

WIFI模块采用了上海庆科信息技术有限公司开发的一款低功耗嵌入式WIFI 模块。它集成了一颗Cortex-M3 微控制器和一颗射频芯片，拥有128K 字节 RAM，2M 字节的片外Flash 以及丰富的外设资源。包含一颗 Cortex-M3 微处理器和一颗支持802.11™ b/g/n 的射频芯片，微处理器主频可达96MHz，支持 802.11b, 802.11g,802.11n。也是通过UART接口与ISD9160通信，但需注意不能同蓝牙芯片同时工作。

c) MIC

就一个普通MIC麦克风。

d) Speaker

一个扬声器。

e) LCD

集成了一块悠景科技的128X64UG-2864HSWEG01点阵OLED显示屏。

f) Flash

g) KEY

王栋春 · 2016-11-25 13:48:21

学习了解一下

rj496631097 · 2017-2-5 16:16:27

您好，能否将这个开发板的U盘所带资料发给小弟我学习学习，最近正好在用这个芯片。邮箱496631097@qq.com。感激不尽。

rj496631097 · 2017-2-5 16:23:27

您好，能否将这个开发板的U盘所带资料发给小弟我学习学习，最近正好在用这个芯片。QQ邮箱496631097。感激不尽。

张先生 · 2017-4-30 11:18:49

这个芯片很好，就是可用的资料不多

jxr264 · 2017-5-23 09:25:27

您好，能否将这个开发板资料给我发一份，邮箱653392734@qq.com。谢谢。

武红伟 · 2017-8-6 19:21:47

有资料吗

武红伟 · 2017-8-6 19:23:10

没有资料炫毛线

heng19810 · 2017-8-26 14:31:42

感谢分享，支持楼主

赖惠平 · 2018-1-25 15:39:50

请问开发软件是什么？还有开发板可以卖吗

Masiry · 2018-3-29 11:18:32

请问我在哪里能买到这个模块呢

beiC · 2018-7-9 15:46:50

非特定人声指令本地识别-

9160本地语音识别应用指南.pdf (602.34 KB, 下载次数: 24 )

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