【導(dǎo)讀】隨著汽車座艙從顯示與娛樂中心逐漸演變?yōu)?AI 驅(qū)動的人機交互平臺，音頻與語音處理的重要性也在快速提升。作為中國領(lǐng)先的智能座艙芯片廠商之一，芯馳科技在其新一代 AI 座艙 SoC X10 中采用了 Cadence Tensilica HiFi 5s DSP，用于承擔(dān)實時音頻與語音處理任務(wù)，為多區(qū)域音頻、全時在線語音以及 AI 增強型語音交互提供支撐。
通過在 X10 中集成 Cadence Tensilica HiFi 5s DSP，芯馳將音頻與語音處理能力直接納入座艙 SoC 架構(gòu)之中，使多區(qū)域音頻、全時在線語音等功能能夠在單芯片平臺上實現(xiàn)，同時減少對外置音頻器件的依賴。
挑戰(zhàn)：座艙里的 AI，需要更合理的算力分工
“芯馳選擇 HiFi DSP，并不是因為需要一個 DSP，而是因為需要一個已經(jīng)被驗證過的軟件平臺和生態(tài)。”
如今的智能座艙已經(jīng)不再只是顯示和娛樂系統(tǒng)，而是集語音交互、視覺感知、AI 助手和沉浸式體驗于一體的綜合計算平臺。
在同一套座艙系統(tǒng)中，多麥克風(fēng)語音采集、遠場識別、回聲消除、主動降噪、多區(qū)域音頻、AI 助手與全時在線感知等功能，需要與高分辨率顯示、多路攝像頭以及豐富的應(yīng)用同時運行。隨著生成式 AI 被引入車內(nèi)，這種資源競爭變得更加明顯。
對于座艙 SoC 而言，圖形顯示和視覺處理往往會占用大量計算與系統(tǒng)帶寬，能夠分配給 AI 和實時信號處理的資源并不充裕。為了滿足不斷增長的 AI 需求，一些平臺選擇在主 SoC 之外增加獨立 AI 加速器，但這也意味著更高的系統(tǒng)成本、更復(fù)雜的硬件設(shè)計以及額外的功耗和散熱負擔(dān)。
因此，越來越多的廠商希望將 AI、圖形、連接和音頻等關(guān)鍵能力整合到單顆座艙 SoC 中。然而，要實現(xiàn)這樣的單芯片架構(gòu)，音頻與語音子系統(tǒng)必須具備極高的效率。它不僅需要支持大規(guī)模麥克風(fēng)和揚聲器陣列，提供量產(chǎn)級音質(zhì)和語音性能，還必須在有限的功耗和面積預(yù)算下，與 CPU、GPU、NPU 以及安全相關(guān)功能共享系統(tǒng)資源。
協(xié)作：從系統(tǒng)架構(gòu)開始規(guī)劃音頻
架構(gòu)選擇：為什么是 Cadence HiFi DSP
為了實現(xiàn)單芯片 AI 座艙架構(gòu)，芯馳在 X10 中集成了 4 顆 Cadence Tensilica HiFi 5s DSP，用于承擔(dān)音頻與語音處理任務(wù)。
通過將 DSP 納入座艙 SoC 架構(gòu)，X10 能夠直接在芯片內(nèi)部完成多區(qū)域音頻、全時在線語音、語音前端處理以及音頻增強等功能，而無需依賴獨立的外置音頻處理器。這不僅簡化了系統(tǒng)設(shè)計，也讓音頻與語音能力能夠與 AI、圖形和連接功能在統(tǒng)一平臺上協(xié)同工作。
對于芯馳而言，選擇 Cadence HiFi DSP 的原因并不僅僅是 DSP 本身的處理能力。相比從零構(gòu)建音頻處理架構(gòu)，Cadence 已提供經(jīng)過長期量產(chǎn)驗證的軟件開發(fā)環(huán)境、DSP 配置工具鏈以及完整的軟件生態(tài)。
在項目早期階段，芯馳團隊能夠利用 Cadence 的配置和建模工具，對不同 DSP 配置進行評估與仿真，提前驗證性能、存儲需求以及系統(tǒng)資源規(guī)劃，從而降低架構(gòu)決策風(fēng)險。在軟件開發(fā)階段，成熟的 SDK、調(diào)試環(huán)境以及豐富的音頻和語音軟件支持，也幫助工程團隊更快完成系統(tǒng)集成與優(yōu)化。
這種軟硬件一體化的開發(fā)方式，使芯馳能夠?qū)⒏喙こ藤Y源集中在座艙創(chuàng)新和產(chǎn)品差異化上，而不是重復(fù)解決底層音頻平臺建設(shè)問題。
最終，X10 將音頻與語音處理交由 HiFi 5s DSP 負責(zé)，而 CPU、GPU 和 NPU 則專注于應(yīng)用、圖形和大模型 AI 等任務(wù)。除了傳統(tǒng)音頻處理之外，HiFi 5s DSP 還能夠運行 AI 增強型語音和音頻算法，使語音增強、降噪以及其他實時音頻處理任務(wù)能夠持續(xù)運行，并保持較高的能效水平。
本質(zhì)上，這種架構(gòu)讓每一種計算任務(wù)都運行在最適合的處理引擎上，從而提升整體系統(tǒng)效率，并為未來 AI 座艙功能擴展預(yù)留充足空間。
對于芯馳而言，Cadence HiFi DSP 的價值并不止于音頻處理性能本身。
在 X10 項目中，Cadence 提供的不只是 DSP IP，而是一整套經(jīng)過長期量產(chǎn)驗證的開發(fā)平臺。從 DSP 配置、架構(gòu)建模到軟件開發(fā)和系統(tǒng)調(diào)優(yōu)，工程團隊能夠在芯片開發(fā)早期階段就對不同配置方案進行評估和仿真，提前驗證性能、存儲資源以及系統(tǒng)帶寬規(guī)劃，從而降低架構(gòu)設(shè)計風(fēng)險。
與此同時，成熟的軟件開發(fā)環(huán)境、調(diào)試工具以及豐富的音頻和語音軟件支持，也讓芯馳團隊能夠更快完成系統(tǒng)集成與性能優(yōu)化，并將開發(fā)資源集中在產(chǎn)品創(chuàng)新，而非底層平臺建設(shè)。
對于需要長期維護的軟件定義汽車平臺而言，這種完整的平臺能力往往比單純的 DSP 性能更重要。
經(jīng)過二十多年的發(fā)展，Cadence Tensilica DSP 已被廣泛應(yīng)用于全球數(shù)十億臺消費電子設(shè)備，并逐步擴展至汽車、智能終端和邊緣 AI 等領(lǐng)域。在汽車座艙場景中，其價值主要體現(xiàn)在：
面向音頻、語音和通信負載的確定性實時處理能力。
成熟且經(jīng)過量產(chǎn)驗證的 SDK 和軟件開發(fā)環(huán)境。
覆蓋音頻、語音、通信和 AI 的軟件包與參考實現(xiàn)。
來自整車廠、Tier 1、軟件伙伴和編解碼廠商的廣泛生態(tài)支持。
穩(wěn)定且可擴展的編程模型，便于軟件遷移和長期產(chǎn)品維護。
Cadence Tensilica HiFi DSP 不只是一顆 DSP，而是一個已經(jīng)經(jīng)過行業(yè)驗證的軟件和生態(tài)平臺。隨著車型軟件規(guī)模持續(xù)增長、AI 功能不斷增加，這種平臺化能力能夠幫助項目降低集成風(fēng)險、縮短開發(fā)周期，并加快產(chǎn)品量產(chǎn)落地。
落地效果
X10 將 AI、圖形、連接、安全和實時信號處理整合在一顆車規(guī)級芯片中，減少了傳統(tǒng)“座艙 SoC 加外掛 AI 加速器”架構(gòu)帶來的額外復(fù)雜度。在功能安全和網(wǎng)絡(luò)安全方面，平臺支持包括 ISO 26262 ASIL B 在內(nèi)的相關(guān)要求，并可同時承載安全軟件基線和開放式應(yīng)用軟件基線。
音頻與語音處理集中到 Cadence Tensilica DSP 后，系統(tǒng)可以減少額外器件，同時降低功耗和散熱設(shè)計的壓力。這讓原本主要出現(xiàn)在高端車型上的 AI 座艙能力，有機會覆蓋更廣泛的車型。
“對于現(xiàn)代 AI 座艙而言，關(guān)鍵挑戰(zhàn)已經(jīng)不再是能否實現(xiàn)某項功能，而是如何以可量產(chǎn)、可擴展的方式將這些功能集成到產(chǎn)品中。Cadence HiFi DSP 將高效的音頻與語音處理能力、成熟的軟件開發(fā)環(huán)境以及豐富的生態(tài)資源結(jié)合在一起，幫助客戶縮短開發(fā)周期并降低系統(tǒng)風(fēng)險。X10 正是這一理念的典型案例。通過將音頻、語音和 AI 增強處理能力整合到單顆座艙 SoC 中，芯馳正在推動智能座艙向更高集成度和更自然的人機交互體驗演進。”
——Casey Ng，Cadence 產(chǎn)品營銷總監(jiān)
“X10 的目標是成為面向 AI 時代的智能座艙平臺。隨著座艙功能不斷增加，我們不僅需要更強的算力，也需要更高效的系統(tǒng)架構(gòu)。Cadence HiFi DSP 及其成熟的軟件生態(tài)，幫助我們將音頻與語音處理能力直接整合到座艙 SoC 中，同時保持良好的開發(fā)效率和軟件可擴展性。這使我們能夠更專注于 AI 座艙創(chuàng)新，并為客戶提供更加自然、智能的人機交互體驗。”
——孫鳴樂，芯馳科技 CTO
從 DSP IP 到完整平臺能力
對于新一代 AI 座艙而言，挑戰(zhàn)早已不只是算力本身。
整車廠希望獲得更自然的語音交互、更沉浸的音頻體驗以及更豐富的 AI 功能；而芯片廠商則需要在有限的成本、功耗和開發(fā)周期內(nèi)，將這些能力真正帶入量產(chǎn)項目。能否同時做到高性能、低風(fēng)險和快速交付，已經(jīng)成為智能座艙平臺競爭力的重要指標。
X10 的開發(fā)過程表明，成功的平臺不僅需要先進的硬件架構(gòu)，同樣需要成熟的軟件環(huán)境、完善的工具鏈以及穩(wěn)定的生態(tài)支持。通過采用 Cadence Tensilica HiFi DSP，芯馳不僅獲得了高效的音頻與語音處理能力，也獲得了一套經(jīng)過長期驗證的開發(fā)平臺，從而能夠更快地完成系統(tǒng)集成和產(chǎn)品落地。
對于 Cadence 而言，X10 也是 Tensilica DSP 持續(xù)拓展汽車市場的重要案例。多年來積累于消費電子領(lǐng)域的軟件生態(tài)、開發(fā)工具和音頻技術(shù)，如今正幫助汽車客戶打造新一代智能座艙平臺。
隨著 AI 能力持續(xù)進入車內(nèi)，DSP、CPU、GPU 和 NPU 將共同構(gòu)成新一代座艙計算架構(gòu)。而對于整車廠和平臺開發(fā)者來說，真正重要的并不是單一處理器的性能指標，而是能否基于成熟的軟件和生態(tài)體系，將創(chuàng)新功能更快、更穩(wěn)定地交付給最終用戶。
Cadence 與芯馳在 X10 上的合作正說明了這一點：當(dāng)經(jīng)過驗證的 DSP 架構(gòu)與完整的軟件生態(tài)結(jié)合時，它帶來的不僅是一項技術(shù)能力，更是一條能夠支撐產(chǎn)品量產(chǎn)和持續(xù)演進的平臺化路徑。
結(jié)論
芯馳 X10 采用 Cadence HiFi 5s DSP，是新一代 AI 座艙單芯片架構(gòu)落地的典型實踐。面對座艙內(nèi)多任務(wù)算力沖突難題，芯馳通過專用 DSP 承接音頻語音實時處理，實現(xiàn)不同計算任務(wù)匹配對應(yīng)硬件引擎，優(yōu)化整機算力分配，簡化硬件方案，降低系統(tǒng)功耗與成本。本次合作的核心價值，不只在于 DSP 硬件性能，Cadence 配套成熟 SDK、建模調(diào)試工具與豐富音頻軟件生態(tài)，大幅降低芯片架構(gòu)評估、系統(tǒng)集成的風(fēng)險，縮短項目開發(fā)周期，讓芯馳團隊聚焦座艙差異化功能創(chuàng)新。
