使用 RP2040 和 PDM 麦克风优化基于 MEMS 的音频物联网系统的能效

随着物联网(IoT)的不断发展,对高能效嵌入式系统的需求也在不断增加,尤其是那些负责以下任务的设备 连续音频监控例如智能家居助手、安全传感器或声控可穿戴设备。

在这种情况下,最近的一项研究探讨了 以音频为中心的物联网系统的功耗曲线,使用 RP2040 MCU 和一个 PDM 输出 MEMS 麦克风.这种设置可以 本地音频录制、处理(FFT、FIR、自相关)和基于 UART 的数据传输模拟真实的物联网工作负载。

能源分析为何重要

耗电量直接影响

  • 电池寿命 在远程或可穿戴设备中
  • 热足迹 在紧密集成系统中
  • 可持续性和维护周期 用于工业或商业安装

通过仔细测量系统的多种运行状态,包括 活动模式、浅睡眠模式、深睡眠模式和休眠模式 - 该研究为希望大规模部署语音物联网设备的工程师提供了可操作的功率图。

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主要研究结果

  • 睡眠状态: 从激活模式到深度睡眠,功耗明显降低,验证了智能唤醒策略在声控应用中的重要性。
  • 计算负荷: 自相关技术消耗的电流最大,而 FFT 和 FIR 在优化时钟速度和电压设置后效率更高。
  • 变速箱: 研究发现,在空闲占主导地位的应用中,以较低波特率进行 UART 传输更节能,而突发传输则受益于高速传输。

这些见解有助于 嵌入式开发人员的实用参考资料 优化其系统级设计 PDM MEMS 麦克风和 RP2040 级处理器.

行业相关性和应用

像这样的低功耗音频系统正越来越多地应用于各种领域:

  • 智能扬声器和对讲机
  • 制造业声学异常检测
  • 野生动物和环境监测
  • 家庭自动化中的声音唤醒应用

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更多阅读和外部参考资料:

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结论

功率曲线分析对于构建 高电池效率、支持音频的物联网系统.通过选择合适的 MEMS 麦克风并针对动态工作负载调整嵌入式系统,开发人员可以大大提高性能和使用寿命。

如果您正在构建能源感知、始终在线的语音接口,那么来自 SISTC 的 MEMS 麦克风可满足这些要求,同时保持优质的音频保真度。

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