HA01芯片简介和应用说明(语音增强)
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1.3. HA01 内部框图
HA01 芯片框图如图 1，包括 Codec、信号处理 DSP 模块和内嵌 MCU 3 个主要模块。其中 Codec 完成 2 路语音输入输出的模拟/数字转换，数字信号处理模块 DSP 完成智能语音处理功能，内嵌 MCU 完成在线 配置、状态显示，也可以参与部分增强的语音处理功能。
HA01 Brief
第 5 页 共 16 页
<NBXXX>
<V01>
射频模块
HA01
I2C IIS 手机主芯
片
手机/平板
日常听力补偿 电话听力补偿 图 3：HA01 应用于手机/平板的听力补偿
3. HA01 的语音增强应用说明 .................................................................................................................. 15
3.1. 产品功能和性能 ............................................................................................................................. 15 3.2. 产品方案 ......................................................................................................................................... 16 3.3. 硬件说明 ......................................................................................................................................... 16 3.4. 软件说明 ......................................................................................................................................... 16
2. HA01 使用说明 ........................................................................................................................................ 7
2.1. 管脚描述 ........................................................................................................................................... 7 2.2. 封装说明 ........................................................................................................................................... 9 2.3. 音频接口连接 ................................................................................................................................. 10 2.4. 电源使用 ......................................................................................................................................... 12 2.5. 时钟使用 ......................................................................................................................................... 12 2.6. 配置方法 ......................................................................................................................................... 12 2.7. 典型电路 ......................................................................................................................................... 13 2.8. 与 FM1188、1288 兼容设计.......................................................................................................... 13
48MHz。 • 芯片封装为 LQFP 48，尺寸为 7mmX7mm
HA01 的性能指标如下： • 2 路模拟音频输入，2 路模拟音频输出，1 路数字 IIS 接口 • 内置 2 路高精度 Codec，支持 8K、16KHz 语音采样率，48KHz 音乐播放 • Codec 输入增益范围-12~24dB 可调，输出增益范围-60~0dB 可调 • 声学回音抵消 AEC 尾长支持 64-128ms • 宽动态范围压缩 WDRC 支持 10 个频率的增益控制，增益范围为 0-40dB • 移频 SF 支持 4-8KHz 移频到 0-4KHz，以及 6.5-8KHz 移频到 0-6.5KHz 两种模式 • 内置 32bit MCU，4KB ROM，4KB SRAM 程序运行空间，芯片核心频率最高 48MHz • 通过 I2C 接口连接外部 EEPROM，EEPROM 容量支持 256B-2KB。 • 芯片 Uart 配置接口速率最高支持 115200 bps。 • 芯片 I2C 配置接口速率 1K-400Kbps。 • 芯片无负载工作功耗小于<8mA，待机功耗<100uA
Embedded
MCU
GPIO
HA01
1.4. HA01 的应用场景
HA01 主要有 2 种应用场景： 一、HA01 作为独立的语音增强处理器，应用于交互式语音系统，比如包括移动终端的语音处理、汽 车语音通话系统、安防通话系统，自助银行语音处理系统以及交互式视频/语音机顶盒等。这种应用主要使 用了 HA01 芯片的 AEC、NS 和 AGC 功能，原理如图 2 所示
口连接，也可通过功放芯片驱动喇叭，最大程度减少外部器件的使用。 • 同时提供 1 路 IIS 数字接口，支持左右声道，可以连接外部 Codec 芯片和应用处理器。 • 支持强大的语音处理算法功能，包括声学回音抵消 AEC、噪声抑制 NS，自动增益控制 AGC，宽
动态范围压缩 WDRC，移频 SF，以上算法均可初始化时配置，并支持在线实时配置。 • 支持最高 16K 采样语音增强处理，支持最高 48K 的 CD 音质音乐播放。 • 支持动态检测噪声自动进入低功耗模式，也通过外部按键直接进入低功耗模式。 • 可以通过外部按键进行静音控制和音量调节。 • 使用外部 I2C EEPROM 进行初始化配置，使用 I2C、UART 进行实时在线配置。 • 支持 18 路通用 IO 接口（GPIO），可用作外部逻辑控制。 • 外部提供 1.8V 或者 3.3V 数字电源，3.3V 模拟电源。 • 芯片内置 RC 振荡器和 PLL 提供 2-48M 的内部时钟，也可以外接晶体或者晶振提供时钟，最高为
HA01 芯片简介和应用说明
<NBXXX>
<V01>
编制: 审核: 批准:
Mnano
日期： 日期： 日期：
2015/3/28
修订记录
日期 2015-3-9 2015-3-29
修订版本 V1.0 V1.1
修改描述 初稿 增加应用场景的需求和方案的描述
<NBXXX>
<V01>
作者 Mnano Mnano
HA01 Brief
第 3 页 共 16 页
<NBXXX>
<V01>
1. HA01 芯片简介
1.1. HA01 简介
HA01 芯片是一款智能语音增强处理 SOC 芯片，支持声学回音抵消（AEC）、噪声抑制（NS），自动 增益控制（AGC）等功能，适用于语音交互产品的应用。
HA01 还支持宽动态范围压缩（WDRC）和移频（SF）等语音听力补偿功能，可以应用于移动听力补 偿产品。
IIS inte r face
Line-IN
Ref voice
ADC
ADC
Echo voice
Result voice
AEC/ NS/ AGC
DAC DAC
Lin e-OUT
图 2：HA01 应用于语音交互系统
二、HA01 作为协处理器应用于手机等行动设备，用于在日常对话以及电话通话时的听力补偿。原理 如图 3
HA01 Brief
第 2 页 共 16 页
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<V01>
目录
1. HA01 芯片简介 ........................................................................................................................................ 4
1.1. HA01 简介......................................................................................................................................... 4 1.2. HA01 功能和性能............................................................................................................................. 4 1.3. HA01 内部框图................................................................................................................................. 4 1.4. HA01 的应用场景............................................................................................................................. 5
IIS数字接口
<NBXXX>
<V01>
麦克风输入/ 扬声器输出
线路输入/ 线路输出
2路 16bit/48K
Codec
滤波 Filter
信号变换 FFT
噪声抑制 NS
自动回波抵消 AEC
自动增益控制 AGC
宽动态范围 压缩 WDRC
移频 01 芯片框图
UART
32bit
I2C
HA01 芯片与 ForteMedia 富迪公司的 FM1188、FM1288 芯片功能相当，性能上有所增强，管脚可以做 到兼容。
1.2. HA01 功能和性能
HA01 的主要功能如下： • 提供 Microphone、Speaker、Line-in、Line-out 的模拟接口，可直接与麦克风、耳机、模拟线路接
HA01 芯片框图如图 1，包括 Codec、信号处理 DSP 模块和内嵌 MCU 3 个主要模块。其中 Codec 完成 2 路语音输入输出的模拟/数字转换，数字信号处理模块 DSP 完成智能语音处理功能，内嵌 MCU 完成在线 配置、状态显示，也可以参与部分增强的语音处理功能。
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射频模块
HA01
I2C IIS 手机主芯
片
手机/平板
日常听力补偿 电话听力补偿 图 3：HA01 应用于手机/平板的听力补偿
3. HA01 的语音增强应用说明 .................................................................................................................. 15
3.1. 产品功能和性能 ............................................................................................................................. 15 3.2. 产品方案 ......................................................................................................................................... 16 3.3. 硬件说明 ......................................................................................................................................... 16 3.4. 软件说明 ......................................................................................................................................... 16
2. HA01 使用说明 ........................................................................................................................................ 7
2.1. 管脚描述 ........................................................................................................................................... 7 2.2. 封装说明 ........................................................................................................................................... 9 2.3. 音频接口连接 ................................................................................................................................. 10 2.4. 电源使用 ......................................................................................................................................... 12 2.5. 时钟使用 ......................................................................................................................................... 12 2.6. 配置方法 ......................................................................................................................................... 12 2.7. 典型电路 ......................................................................................................................................... 13 2.8. 与 FM1188、1288 兼容设计.......................................................................................................... 13
48MHz。 • 芯片封装为 LQFP 48，尺寸为 7mmX7mm
HA01 的性能指标如下： • 2 路模拟音频输入，2 路模拟音频输出，1 路数字 IIS 接口 • 内置 2 路高精度 Codec，支持 8K、16KHz 语音采样率，48KHz 音乐播放 • Codec 输入增益范围-12~24dB 可调，输出增益范围-60~0dB 可调 • 声学回音抵消 AEC 尾长支持 64-128ms • 宽动态范围压缩 WDRC 支持 10 个频率的增益控制，增益范围为 0-40dB • 移频 SF 支持 4-8KHz 移频到 0-4KHz，以及 6.5-8KHz 移频到 0-6.5KHz 两种模式 • 内置 32bit MCU，4KB ROM，4KB SRAM 程序运行空间，芯片核心频率最高 48MHz • 通过 I2C 接口连接外部 EEPROM，EEPROM 容量支持 256B-2KB。 • 芯片 Uart 配置接口速率最高支持 115200 bps。 • 芯片 I2C 配置接口速率 1K-400Kbps。 • 芯片无负载工作功耗小于<8mA，待机功耗<100uA
Embedded
MCU
GPIO
HA01
1.4. HA01 的应用场景
HA01 主要有 2 种应用场景： 一、HA01 作为独立的语音增强处理器，应用于交互式语音系统，比如包括移动终端的语音处理、汽 车语音通话系统、安防通话系统，自助银行语音处理系统以及交互式视频/语音机顶盒等。这种应用主要使 用了 HA01 芯片的 AEC、NS 和 AGC 功能，原理如图 2 所示
口连接，也可通过功放芯片驱动喇叭，最大程度减少外部器件的使用。 • 同时提供 1 路 IIS 数字接口，支持左右声道，可以连接外部 Codec 芯片和应用处理器。 • 支持强大的语音处理算法功能，包括声学回音抵消 AEC、噪声抑制 NS，自动增益控制 AGC，宽
动态范围压缩 WDRC，移频 SF，以上算法均可初始化时配置，并支持在线实时配置。 • 支持最高 16K 采样语音增强处理，支持最高 48K 的 CD 音质音乐播放。 • 支持动态检测噪声自动进入低功耗模式，也通过外部按键直接进入低功耗模式。 • 可以通过外部按键进行静音控制和音量调节。 • 使用外部 I2C EEPROM 进行初始化配置，使用 I2C、UART 进行实时在线配置。 • 支持 18 路通用 IO 接口（GPIO），可用作外部逻辑控制。 • 外部提供 1.8V 或者 3.3V 数字电源，3.3V 模拟电源。 • 芯片内置 RC 振荡器和 PLL 提供 2-48M 的内部时钟，也可以外接晶体或者晶振提供时钟，最高为
HA01 芯片简介和应用说明
<NBXXX>
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编制: 审核: 批准:
Mnano
日期： 日期： 日期：
2015/3/28
修订记录
日期 2015-3-9 2015-3-29
修订版本 V1.0 V1.1
修改描述 初稿 增加应用场景的需求和方案的描述
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作者 Mnano Mnano
HA01 Brief
第 3 页 共 16 页
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1. HA01 芯片简介
1.1. HA01 简介
HA01 芯片是一款智能语音增强处理 SOC 芯片，支持声学回音抵消（AEC）、噪声抑制（NS），自动 增益控制（AGC）等功能，适用于语音交互产品的应用。
HA01 还支持宽动态范围压缩（WDRC）和移频（SF）等语音听力补偿功能，可以应用于移动听力补 偿产品。
IIS inte r face
Line-IN
Ref voice
ADC
ADC
Echo voice
Result voice
AEC/ NS/ AGC
DAC DAC
Lin e-OUT
图 2：HA01 应用于语音交互系统
二、HA01 作为协处理器应用于手机等行动设备，用于在日常对话以及电话通话时的听力补偿。原理 如图 3
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目录
1. HA01 芯片简介 ........................................................................................................................................ 4
1.1. HA01 简介......................................................................................................................................... 4 1.2. HA01 功能和性能............................................................................................................................. 4 1.3. HA01 内部框图................................................................................................................................. 4 1.4. HA01 的应用场景............................................................................................................................. 5
IIS数字接口
<NBXXX>
<V01>
麦克风输入/ 扬声器输出
线路输入/ 线路输出
2路 16bit/48K
Codec
滤波 Filter
信号变换 FFT
噪声抑制 NS
自动回波抵消 AEC
自动增益控制 AGC
宽动态范围 压缩 WDRC
移频 01 芯片框图
UART
32bit
I2C
HA01 芯片与 ForteMedia 富迪公司的 FM1188、FM1288 芯片功能相当，性能上有所增强，管脚可以做 到兼容。
1.2. HA01 功能和性能
HA01 的主要功能如下： • 提供 Microphone、Speaker、Line-in、Line-out 的模拟接口，可直接与麦克风、耳机、模拟线路接