DSP降噪芯片DBMD7设计的一些注意事项

在使用DSP的DBMD7芯片做会议音箱降噪产品时，在设计时需要了解的一些注意事项，我们依经验总结主要分为7个方面：

1. 芯片的电源提供。

D7芯片的电源引脚一共有10 pin：

1）E_VDDQ：8V Power supply for eFuse. 所以需要接1.8V。
2）VDDIO_PLL：PLL analog supply. 电压范围是62~3.6V，需要与VDDIO电压相同，所以通常是接1.8V 或者3.3V。
3）VDDIO1/VDDIO2：Digital I/O supply. 电压范围是62~3.6V，通常是接1.8V 或者3.3V。
4）VDD_PLL：PLL digital supply，通常是接9V。
5）VDD1/2/3/4/5：Digital core supply. 通常是接9V。

从上面可以得知，需要的电源为0.9V和1.8V或者是0.9V和3.3V，取决于GPIO的电平是1.8V还是3.3V。因为D7芯片是需要和主控芯片一起使用的，1.8V和3.3V可由主控芯片提供，但是0.9V则需要增加一个LDO去降压实现，我们推荐RT8096C宽电压可调输出电压芯片。

所以总电源输入为2种情况：3.3V（GPIO为3.3V）或者1.8V和3.3V（GPIO为1.8V）。

2. D7的通讯UART接口有UART0，Debug接口有UART_LP和UART_HP。

3. D7与外部主控的通讯有3种，SPI，UART，I2C。

D7的启动是由主控芯片先工作，然后通过通讯接口把程序加载到D7上的，所以通讯接口的速率和加载代码的大小决定产品的开机时间，因为SPI速率最高，通常我们都建议客户使用SPI接口，其次是UART，最后才是I2C接口。

此外，与主控除了通讯接口外还需要接3个pin脚，RST，WAKE，READY

DBMD7 supports an external host interface for boot and control with the following speeds:

 SPI: up to 25 Mbps

 I2C: up to 3 Mbps

 UART: up to 6 Mbps

4. D7芯片需要的时钟信号。

D7需要的时钟频率为32.768KHz，有两种输入方式，一个是通过XIN和XOUT引脚接到外部的无源32.768KHz晶振。二个是通过MASTER_CLK引脚输入时钟，可以接外部的有源32.768KHz晶振，或者是外部主控芯片产生的32.768KHz时钟信号。

5. D7芯片的硬件和软件算法支持最多8个数字麦克风，不支持模拟麦克风。

采用2个数字麦克风并联到一个GPIO的接线方式，此时一个麦克风的L/R（SEL）需上拉，另一个需下拉。

6. 产品声学结构要求：

波束成形是 D7的算法之一。它用于回声消除 (AEC) 和降噪 (NR) 任务。波束成形算法使用多个麦克风在用户说话时自动定位他/她，并衰减来自其他方向的声音。它适应于优化降噪和回声的声学环境，取决于麦克风阵列的几何形状和麦克风的数量。

麦克风类型：D7支持ECM和MEMS的麦克风。

麦克风放置间距：最佳麦克风间距由两种类型的应用决定：近端和远端扬声器（用户）。近扬声器应用（例如耳机、智能眼镜）假设用户的嘴靠近麦克风之一（20 厘米或更小），而远扬声器应用（例如物联网设备、平板电脑、智能手机）则没有这样的假设。

一般来说，近扬声器应用在嘈杂的环境中会有更好的表现。对于这些应用，除了靠近嘴巴的麦克风外，所有麦克风都应尽可能远离用户的嘴巴。远端扬声器应用麦克风间距（两个靠近麦克风之间的距离）应为 10 到 15 厘米。如果设备的物理尺寸不允许此间距，则间距应尽可能远。在任何情况下，都不应为了增加间距而减少麦克风的数量。麦克风间距影响D7的NR和AEC算法的性能；然而，这些算法在较低或较高的麦克风间距离下起作用。例如，如果设计只允许 7 厘米的间距，则性能不会受到很大影响。

麦克风安装：在设备上正确安装麦克风对于实现最佳算法性能至关重要。我们强烈建议就此事咨询制造商。但是，下面提供了一些基本建议。此外，第 8 节介绍了建议的声学设计和麦克风安装质量的测试程序。

首先，麦克风应与设备的外壳振动和内部声波（来自扬声器）进行机械隔离。为此，请使用一些弹性密封材料，即“垫圈”，将麦克风（或安装它的 PCB）与设备外壳分开。兼容垫圈材料的示例是 BISCO® 硅树脂或 PORON®（闭孔）。请注意 PORON® 的“闭孔”属性，这是强制性的。海绵不应该用于此目的，因为它不是密封的，会导致声波泄漏。此外，隔离材料应压缩 10%（对于较硬的材料）至 20%（对于较软的材料）。对于上侧不平坦的顶部端口麦克风，应使用软垫圈。上述两种材料都有不同柔软度的变体。垫圈厚度应约为 1 毫米。底部端口 MEMS 麦克风安装示例如图 1 所示。 1. 需要避免的情况如图 1 所示。 2. 此处，隔离材料孔未与设备外壳孔对齐，从而形成内部空腔。

这种物理形状改变了麦克风的频率响应，引入了不需要的共振。为避免这种影响，隔离材料和器件外壳的孔应精确对齐。考虑到有限的制造精度，垫圈孔直径可以比设备外壳孔小一点，以避免产生如图 2 所示的空腔。

对于包含内部扬声器的设备，良好的声学设计对 AEC 的性能有显着影响。扬声器和功率放大器的质量也很重要。在内置扬声器的设备中，至少一个麦克风应尽可能远离所有扬声器。如果麦克风连接到 PCB，请确保 PCB 仅通过垫圈连接到设备外壳，或一些其他弹性材料，从它的两侧。请勿使用螺栓或任何其他硬质材料连接 PCB。确保没有扬声器与麦克风连接到同一 PCB 上。麦克风可以直接（通过垫圈）连接到设备外壳，并使用电线连接到 PCB。只有在不影响音质的情况下，才能用海绵等材料垫住设备的内侧。这最大限度地减少了从扬声器到麦克风的回声泄漏。这种缓冲应该会挤压设备的墙壁（外壳）以减少它们在播放过程中的振动。此外，一个好的做法是在扬声器和设备外壳之间放置一些减震材料（如橡胶）。参见图 3 的说明