HDMI2.1與主動降噪在智能家居中大有可為

David Dashefsky 竇烈 Sophie Mao

1 HDMI 2.1與ANC（主動降噪）在智能家居中的應用機會

過去幾年，“智能+”在家居行業涌現一些熱門應用，智能音箱、智能門鎖、智能攝像機成為千萬級的爆品品類。隨著5G的全面部署，5G+AIoT賦能下，家居產品有望迎來全面革新智能形態，家居行業正式邁入爆發期，智能新技術有望全面融入家居空間。特別是ANC（主動降噪）、HDMI2.1等新技術在智能家居應用中發揮關鍵賦能作用，為更加智能和舒適居家提供更多產品創新機會。

在消費全面升級的今天，智能家居設備品類不斷豐富，場景化特征明顯。其中，傳感器、轉換器、處理器和收發器是智能家居產品應用開發中不可或缺的部分。這些器件可收集和傳輸數據，以實現智慧功能并激發其潛能。這是“智慧”開始的地方，其中智能、高精度和可靠性要求至關重要，是提供檢測、測量、解譯、連接和分析功能的組件——運行在智慧家居前沿的器件。半個多世紀以來，ADI一直在率先實現并推動這些器件發展。此外，智慧家居要依賴于家居產品的智能。擁有信息不等于擁有洞察力。只有準確、可靠的數據，才最有價值。憑借最佳質量數據、邊緣智能和可靠連接，才可為家居邊緣端和云端提供深度學習和洞察力。這也是ADI的關注點。

ADI音視頻產品總監David Dashefsky指出，現在的智能家居會通過物聯網技術將家中的音視頻設備、空調控制、安防系統、數字影院系統等等連接到一起。它與戶主使用者的交流方式大部分是用語音來完成的。我們看到的趨勢是隨著智慧屏的普及，今后智能家居與使用者的交流方式會是智慧屏和語音并存。即通過事先設定或具備自我學習能力的智慧屏，適時地或者在你經過或停留在屏幕前時，顯示你感興趣的或需要的信息，例如天氣、通勤交通或你的下一個會議。

2 HDMI 2.1應用的挑戰及解決方案

ADI音視頻產品市場經理竇烈認為，HDMI 2.1提供了支持下一代智能家居音視頻設備及數字影院系統的技術。目前市面上新發布的智慧屏產品能夠支持前沿的120幀（靠插幀）、8K解碼（但屏還是4K的）和高動態范圍成像（HDR但還不是Dynamic HDR）等等。所以將來需要用HDMI 2.1來解決以上這些不足，同時也帶給用戶更高級以及與高端大屏更匹配的音響效果（DOLBY ATMOS和dtsX）。工程師在設計HDMI 2.1產品時面臨的挑戰在于其前所未有的高數據傳輸速率、更高難度的壓縮和加密技術、以及更嚴格的接口兼容需求。這需要工程師在設計符合HDMI 2.1 標準的產品時，從編程、系統兼容和認證等多個方面進行創新，同時還需要實現解決方案的驗證。

ADI 擁有一系列新的符合標準認證的HDMI 2.1 接口芯片，例如用在音視頻矩陣和高端顯示屏系統中的ADV7672和同系列的ADV767x，同時也推出了基于ADV767x和ADSP-SC5xx、并且通過認證的音視頻設備參考設計。我們在國內還可以幫助客戶進行HDMI系統標準認證所需的基本實驗室測試。除了現有的產品和參考設計外，ADI也加強了未來面向智能家居應用的HDMI 2.1產品的研發投入。

3 ANC應用的挑戰及解決方案

ADI中國區消費類產品市場經理Sophie Mao稱，智能家居核心是為我們提供便利舒適的家居環境。現代居家對噪聲環境有越來越高的要求，降噪技術存在強烈需求，消費者愿意花更多的錢購買具有噪聲抑制功能的智能家用電器。ADI將ANC技術融入家居產品，量身定制ANC主動降噪集成解決方案，例如在咖啡機、抽油煙機和洗衣機和冰箱壓縮機上，使用ANC技術來降低其噪聲，讓客戶獲得更舒適的體驗，感受技術對生活的改變。

目前，主動降噪有模擬和數字兩種噪聲處理電路。雖然模擬電路擁有零延時的特點，但組成元器件多、PCB尺寸大、精度要求高。因而即使存在延時，但數字降噪依然是當前ANC的主流。目前市場上的ANC方案兼容性較差，那就意味著客戶在電子，例如通路、麥克風、Speaker上的選擇很少，設計方案千篇一律。此外，在ANC產品的大批量生產時，需要保證能夠有一致性的效果，其校準重點在于增益和濾波器系數，尤其是在Hybrid混合式方案上。

主動降噪最核心的3個部分是ADC、DSP和DAC， 作為一直以來以高性能模擬技術和數字信號處理技術領先的ADI，在ADC、DAC和DSP上自然取得先發優勢，精妙地處理好了ANC系統中最敏感的麥克風信號，在保障超低功耗的同時表現出了強大的信號處理能力，同時彰顯了其在芯片小封裝與低功耗上的深厚功力。ADI ANC SoC芯片里還藏有更多貼心的細節技術，例如在自動控制領域的PID比例積分微分控制邏輯，可以根據信號去預測后面信號的走向。

除此之外，為了幫助實現客戶產品的差異化，ADI會幫助客戶去解決芯片應用上的問題，以及經驗豐富的第三方合作伙伴可以提供非常專業的支持。ADI免費的音頻處理器編程、開發和調試軟件Sigma Studio工具，提供多種集成至直觀的圖形用戶界面（GUI）的信號處理算法，從而能夠創建復雜的音頻信號流，對于不懂編程但精通聲學的客戶群體來說，他們也可以使用該軟件輕松完成任務。ADI的所有客戶都可以基于Sigma Studio來做前期開發，包括完成原型設計。