AVC20603CB 芯片

超低功耗神经音频与多传感器处理器

一、产品介绍

       AVC20603CB 是一款面向持续音频与传感器处理的低功耗神经决策处理器。芯片集成 NPU、HiFi 3 DSP 和最高 100 MHz 的 Cortex-M0，支持回声消除、波束成形、降噪、语音增强、关键词检测、本地命令识别及多模态传感器融合。

二、核心能力

• 计算：搭载 Cortex‑M0 内核，最高主频 100 MHz，集成 HiFi 3 DSP 与 NPU。

• AI 性能：神经吞吐量可达 6.4 GOP/S，支持超过 700 万参数模型。

• 音频：支持 Quad PDM 数字麦克风，具备双 I2S 或 TDM4/8 接口。

• 存储：片上集成 1 MB SRAM，RAM 可与 DSP 共享；8 Mbit 型号内置片内存储。

• 接口：包含 SPI 控制器与目标端、I2C、GPIO，支持多模态传感器接入。

• 封装：采用 42 球 WLBGA 封装，尺寸约 3.1 mm × 2.5 mm，球间距 0.4 mm。

三、产品特点：

• NPU 可并行或级联运行多个神经网络，支持持续在线推理。

• HiFi 3 DSP 用于音频前处理，NPU 用于神经网络推理。

• 支持数字麦克风、I2S/TDM 与多类传感器输入。

• 适用于回声消除、波束成形、降噪、关键词检测和本地命令识别。

• 42 球 WLBGA 封装面向小型、低功耗终端。

四、芯片架构：

芯片集成 RISC 与 FPU、程序存储器、RAM、DMA、音频 ADC、DMIC、电源管理及时钟模块，并通过通用外设连接主控和执行器。

• MCU 子系统：内核为 Cortex-M0，最高工作频率 100 MHz，集成 I2C、SPI、OTP、安全模块以及定时器模块。

• NPU 子系统：内置数据 RAM、DNN 指令集、数据通路与网络参数存储单元，神经吞吐量可达 6.4 GOP/S。

• DSP 子系统：HiFi 3 DSP 搭载指令 RAM、数据 RAM 与 DMA，可实现 I2S 信号输出。

• 音频子系统：双通道 Audio0/1 支持 16kHz 和 48kHz 采样，具备 Quad PDM、I2S/TDM 接口。

• 系统互连子系统：用于完成 MCU、NPU、DSP 以及音频模块之间的控制信号与数据传输工作。

五、重要性能参数：

参数源自技术规格书，可用于产品介绍和初步选型。原文件存在歧义的项目已单独标注，量产设计以供应商确认值为准。

处理器与音频：

• 控制核心：采用 Cortex-M0 内核，最高主频可达 100 MHz。

• DSP：搭载 HiFi 3 DSP，配备 0.3 MB RAM。

• NPU：算力为 6.4 GOP/S，支持超过 700 万参数，可运行多个异构网络。

• 音频输入：支持 Quad PDM，PDM 时钟范围为 500 kHz 至 4 MHz。

• 串行音频：提供双 I2S 通道，也可配置为 TDM4/8 模式。

接口与存储：

• 系统 RAM：1 MB，可与 DSP 共享。

• 型号内存：AVC20603CB 型号标注为 8 Mbit。

• 控制接口：包含 SPI 控制器 ×1、SPI 目标端 ×1、I2C×1。

• GPIO：提供 26 个 GPIO 引脚。

• SDK：规格书称提供包含 Ailing 语音识别算法的完整库。

• 工作温度：0 至 85 摄氏度。

六、封装与引脚：

芯片采用带中心散热焊盘的 QFN20 封装。原文件的型号与引脚章节标识不一致，使用封装和引脚信息前必须向供应商确认适用型号。

封装信息：

• 封装形式：采用 42 球 WLBGA 封装。

• 外形尺寸：约 3.087 mm × 2.529 mm。

• 球间距：0.4 mm。

• 器件高度：典型值 0.500 mm，变化范围 0.465 mm 至 0.535 mm。

• 球径：典型值 0.270 mm，变化范围 0.250 mm 至 0.290 mm。

引脚说明：

• 引脚 A1、B1、C1，名称 A2_SDO / A2_WS / A2_SCK，类型 I/O，用于 Audio 2 串行数据、字选择与串行时钟。

• 引脚 A2-A5，名称 STS / MISO / MOSI / SCLK，类型 I/O，作为 SPI 目标端选择、数据与时钟引脚。

• 引脚 A6-A7，名称 XTALINP / XTALINN，类型 I，为外部晶体输入引脚。

• 引脚 B2-B4、C2、C6、D6、E6，名称 GPIO，类型 I/O，是通用输入输出引脚。

• 引脚 B5、D3、D5，名称 VSS，类型 GND，作为系统地。

• 引脚 B6、C3-C5、D4，名称 OTP VDD / VCC / VDD，类型 PWR，为 OTP、I/O 与核心电源引脚。

• 引脚 B7、C7、D7、E4-E5、E7，名称 MSCK / MMOSI / MMISO / SSB，类型 I/O，承担 SPI 控制器时钟、数据与片选功能。

• 引脚 D1、E1、F1、F4-F6，名称 PDM 时钟与数据，类型 I/O，是 Audio 0/1 PDM 数字麦克风接口。

• 引脚 E2-E3，名称 KWS / VAD，类型 I/O，规格书标注为保留引脚。

• 引脚 F2-F3、F7，名称 SCL / SDA / INT，类型 I/O，实现 I2C 时钟、数据传输以及中断输出功能。

七、应用场景：

AVC20603CB 适用于需要低功耗持续监听、音频前处理或本地神经推理的终端。

• 智能耳机与耳塞。用于降噪、语音增强、关键词检测和多麦克风处理；需结合整机声学结构验证算法效果。

• 智能手表与可穿戴设备。支持持续语音触发和本地命令识别；设计重点是功耗、麦克风布局和封装工艺。

• 智能眼镜。可处理近场语音、环境声音和传感器数据；需验证风噪、佩戴遮挡与热设计。

• 远场语音终端。支持回声消除、波束成形和噪声抑制；系统需配置匹配的麦克风阵列与声学参数。

• 环境与事件检测设备。NPU 可结合音频和多类传感器进行事件识别；模型规模与准确率需按目标场景验证。