完整、灵活的助听器交钥匙方案 推动步入智能、互联助听器的新时代

2019-08-26 15:20

数字助听器和人工耳蜗是当今针对听力严重受损患者的听力健康方案。除了微型化和降低功耗的需求,随着5G 万物互联时代的到来,智能、互联将成为助听器发展的新趋势。安森美半导体是业界唯一提供专业助听器芯片的供应商,不断研究及开发数字信号处理 (DSP) 及无线技术,并提供一流的开发工具,为助听器制造商提供真正交钥匙的助听器方案,如最新的 Ezairo 7160 SL 无线混合模块,支持无线互联功能,具备高集成度、超低功耗等优势,并预载预配置套件,帮助设计人员缩短设计流程,加快产品上市,推动步入智能、互联助听器的新时代。

高集成度实现微型化
是基于 DSP 的开放式可编程混合模块,是目前专业助听器芯片集成度最高的无线方案,在一个3.8*6.6mm 的小封装中集成 Ezairo 7100 DSP、行业最低功耗的蓝牙5无线电系统单芯片(SoC) RSL10、2 MB EEPROM(EA2M)和无源器件。

图1:Ezairo 7160 SL 高度集成处理、通信、内存等使系统正常运行所必需的功能块

RSL10实现超低功耗的无线互联
通过智能手机联接助听器已成为极具吸引力的特性。蓝牙低功耗(BLE)等短距离通信技术支持助听器利用移动设备(如智能手机和平板电脑)的屏幕作为接口及接收数据,采用 BLE 无线技术,音频也可直接从外部源如音响或配备辅助设备的电视串流到助听器。这可为佩戴者提供更身临其境的娱乐体验,具备更好的音频质量,从而为助听器佩戴者带来更佳的用户体验。RSL10是蓝牙5认证的无线电,支持2Mbps 数据链路,具有行业最低功耗,在 EEMBC 的能效评测中获行业最高评分,提供超低功耗互联,接收功耗仅7mW,在睡眠模式下功耗可忽略不计,仅62.5nW。且占位仅5.50mm2,易于纳入微型的助听器中。

图2:RSL10提供超低功耗互联

Ezairo 7100 DSP:提供四核375mips 的处理能力
Ezairo 7100采用高精密4核架构,提供375mips(每秒百万条指令)的处理能力而不影响功耗。该 dual-Harvard CFX DSP 内核优化以运行先进的助听器算法,而 HEAR Configurable Accelerator 引擎执行许多不同的音频处理。Arm Cortex-M3处理器支持无线协议并结合开放式可编程的控制器及硬件加速器以实现音频编码和纠错。Ezairo 7100还含一个可编程的Filter Engine实现时域滤波和支持超低延迟的音频路径。

真正的硬件+软件交钥匙方案
Ezairo 7160 SL 助听器方案预载安森美半导体的预配置套件固件,含高端声音处理算法,真正做到了“交钥匙”级别,其开放式可编程提供改进的性能和灵活性,设计人员根据这个方案,只需要按照安森美半导体指导手册里面介绍的5步流程,就可以成功设计出自己理想的助听器产品,支持多种无线通信功能,实现音频流和数据交换,从而帮助缩短设计流程,节省研发资源,加快上市计划。

图3:硬件和软件交钥匙方案创建1个完整的助听器,
支持多种无线通信功能,实现音频流和数据交换

Ezairo 预配置套件含固件包、Ezairo 声音设计软件和 Ezairo Sound Designer SDK。固件包完整加载框架、算法和模块,专为基于 Ezairo 的特定混合模块设计,可升级。Ezairo 声音设计软件提供 Windows 图形用户接口以评估和设计基于 Ezairo 的助听器。Ezairo Sound Designer SDK 是跨平台的软件开发套件(SDK),支持 Windows、iOS 和 Android,支持助听器全开发流程,包括换能器建模、产品库创建、校准、器件装配和固件更新。

Ezairo 7160 SL 预配置套件固件包即将推出 V2版本(Ezairo 7160 SL Pre Suite V2),具有 MFi 和 non-MFi 两个版本,关键特性包括24kHz 采样率(12kHz 带宽)、16通道 WDRC ,提供通道内 AGCo/Limiter、宽带 AGCo/Limiter、48波段图形均衡器(EQ)、自适应反馈消除、降噪、自适应方向性麦克风、电传线圈和直接音频输入、EC 具备音乐检测、8 个存储、数据记录、自动接收器检测、固件更新、针对耳鸣的声音发生器、自动适配、Pediatrics 的电源指示灯,可设计出高性能无线助听器,具备通过 BLE 远程控制、无线音频流、无线适配、双耳同步等功能。

如何通过 Ezairo 预配置套件构建助听器
首先从安森美半导体的硬件阵容选择1个 Pre Suite 混合模块,再从固件阵容确定您需要的版本。混合模块通过固件包预先编程,也可用更新的版本覆盖。固件包可在 MyON 获取(需登入您在安森美半导体官网的MyON账户)。

Ezairo 7160 SL Form-Factor 演示
Ezairo 7160 SL Form-Factor 演示具有小外形,基于 Ezairo 7160 SL 及 Pre Suite,是全装配的耳背式(BTE)助听器,外形及初步物料单(BoM)如下:
   
图4:Ezairo 7160 SL Form-Factor 演示

硅:
1 x Ezairo 7160 SL 混合模块
含: E7100 DSP、 RSL10 无线电、2Mb EEPROM, x-tal 和无源器件

换能器:
2 x 麦克风
1 x 接收器

接口, MMI:
1 x 柔性 PCB
1 x PWR strip 连接器
1 x RCVR 链路连接器
1 x CS45 编程接孔
1 x 按钮

电源及滤波:
1 x 电池 ZnAir, Type 13
1 x C (47uF – 0603)

天线子系统:
1 x 印在柔性 PCB 上的天线
2 x L (0.9nH – 0201)
1 x L (2.3mH – 0201)
2 x C (2pF – 0201)
1 x C (2.4pF – 0201)
1 x C (1.1pF – 0201)

振荡器:
1 x 32.768kHz
(0.95x0.60x0.30mm) – 可选

Ezairo 7160 SL TV Streamer 配件参考设计
安森美半导体和瑞士公司 合作,提供 TV Streamer 参考设计。设计是 Arendi 的专利,Arendi 提供全制造服务。TV streamer 可视乎需要定制。

图5:安森美半导体与 Arendi 合作提供 TV Streamer 参考设计

Budget 助听器
Budget 助听器交钥匙方案可将您的模拟方案升级为带数字特性的模拟方案,具备降噪、反馈消除、声调指示器、按钮等优化性能。安森美半导体的代理商 Seltech 提供完整的 Budget 助听器套件。

总结
更小、更低功耗、更智能、互联是助听器发展的重要趋势。安森美半导体是业界唯一提供专业助听器芯片的供应商,凭借在 DSP、无线联接领域的专知,不断创新,并提供硬件+软件的真正交钥匙方案,如最新的 Ezairo 7160 SL 具有业界最高集成度和最小功耗,采用65nm技术把多路 A/D、D/A、DSP、EEPROM、无线 BLE、晶振等功能模块集成到微型封装中,设计成四核375mips 的处理能力,而功耗平均仅700uA,提供开放式可编程工具和预配置套件,加快和简化设计,推动步入智能、互联助听器的新时代。 

关于安森美半导体

安森美半导体(ON Semiconductor,美国纳斯达克上市代号:)致力于推动高能效电子的创新,使客户能够减少全球的能源使用。安森美半导体领先于供应基于半导体的方案,提供全面的高能效电源管理、模拟、传感器、逻辑、时序、互通互联、分立、系统单芯片(SoC)及定制器件阵容。公司的产品帮助工程师解决他们在的独特设计挑战。公司运营敏锐、可靠、世界一流的供应链及品质项目,一套强有力的守法和道德规范计划,及在北美、欧洲和亚太地区之关键市场运营包括制造厂、销售办事处及设计中心在内的业务网络。更多信息请访问。
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