2024年11月4日，泰凌微電子音頻產品線市場總監黃素玲在“2024國際集成電路展覽會暨研討會”（IIC Shenzhen 2024）同期舉辦的“‘芯’品發布會”上，發布了兩款全新的音頻SoC產品——TL751X和TL721X。
泰凌微電子發展歷程
在介紹這兩款音頻產品之前，黃素玲首先對泰凌微電子公司的發展歷程做了簡單介紹。
泰凌微電子致力于下一代無線連接SoC的研發，以滿足客戶不斷擴大的需求。公司擁有全面的產品組合，廣泛應用于BT、BLE、802.15.4、Matter、Thread、Wi-Fi等多協議的產品組合。目前市場上，泰凌微電子的主流產品包括TLSR825X系列、TLSR827X系列、TLSR921X系列、TLSR922X系列、TLSR952X系列等，以滿足客戶基于不同產品品類和協議的功能需求。泰凌微電子目前在BLE芯片的出貨量排名全球第三，2024年出貨量已超過20億片。
泰凌微電子成立于2010年，至今已經經歷了14年的歷程。在最初的10年，公司主要以數字傳輸的無線產品為主，涉及Zigbee、2.4GHz無線私有協議和低功耗藍牙等產品的無線傳輸領域。2020年，泰凌微電子推出了第一款音頻產品——TLSR951X系列。這款產品在2020年推出后，迅速受到眾多品牌客戶的認可，主要因其多模傳輸和低延遲特性。因此，泰凌微電子當時的主要方向并不是通用音頻市場，而是專注于垂直市場。憑借這些特性，泰凌微電子在不同垂直領域的音頻市場取得了顯著的成績。
2021年，泰凌微電子成為Google TV遙控器的唯一指定方案供應商。2022年至2023年，隨著TLSR951X系列產品的發布，泰凌微電子獲得了許多品牌客戶的項目，包括頭戴耳機、TWS耳機、三大游戲手柄、對講機等一系列垂直市場。2023年8月，泰凌微電子成功在上海科創板上市。2024年，泰凌微電子的整體出貨量已超過20億片。
高性能TL751X與低功耗TL721X新品介紹
本次發布會的重點是介紹兩款全新的音頻SoC產品——TL751X和TL721X。這兩款產品主要面向音頻市場，最大的區別在于TL751X的性能和硬件堆疊優于TL721X。具體來說，TL751X是多核設計，面向高端客戶群體和復雜應用，而TL721X是單核設計，主打低功耗和低延遲。這兩款芯片均采用22nm工藝制造，盡管TL751X是多核設計，但其功耗也非常優秀。首先來看TL751X這款高性能、多協議、高集成、無線音頻SoC。
- TL751X的主要特性：
- 高性能：
- 支持24bit/768kHz Codec。
- RF靈敏度和發射功率相比前幾代音頻芯片更為優秀。
- 多協議：
- 支持2.4GHz、BT、LE Audio等多種協議，包括BLE、Bluetooth 5.4及其后續版本，以及Mesh、Thread、802.15.4、Zigbee 3.1、HomeKit、Matter等協議。
- 多模在線：支持雙模在線（如2.4GHz + BT或2.4GHz + LE Audio），在硬件、性能和算力更強的情況下，支持三模在線（如BT + LE Audio + 2.4GHz私有協議）。
- 高集成度：
- 多核處理器，內置3個核心（2個RISC-V和1個HiFi 5 DSP），主頻可達300MHz。
- 提供豐富的外設接口，包括I2S、I2C、OSPI/QSPI、S/PDIF、EMMC、SDIO等。
- TL751X的優勢特性：
- 多協議：
- 支持Bluetooth 5.4及其后續版本，包括Mesh、Thread、802.15.4、Zigbee 3.1、HomeKit、Matter等協議。
- 多模在線：支持雙模在線（如2.4GHz + BT或2.4GHz + LE Audio），在硬件、性能和算力更強的情況下，支持三模在線（如BT + LE Audio + 2.4GHz私有協議）。
- 第三方平臺支持：支持Open Thread、Zephyr、FreeRTOS、鴻蒙OS、阿里OS等第三方操作系統平臺。
- 高性能：
- 支持24bit/768kHz Codec。ADC和DAC的性能提升顯著，ADC的SNR可達106dB，THD+N可達80dB；DAC的SNR可達120dB，THD+N可達90dB。
- 支持6路MIC輸入和立體聲輸出，可以配置為6路D MIC或4路A MIC加上2路D MIC。
- 發射功率在GFSK模式下可達13 dBm，在EDR2模式下可達10 dBm。
- RF靈敏度在BLE模式下可達-98dBm，在802.15.4模式下可達-102dBm；在EDR 2Mbps模式下可達-94dBm。
- 高集成度：
- 多核處理器，內置3個核心（2個RISC-V和1個HiFi 5 DSP），主頻可達300MHz。
- 豐富的外設接口，包括OSPI/QSPI、 SDIO2.0、 EMMC5.1、 USB 2.0、 I2C*2、 UART*4、 I2S*3、 PWM*6等。
TL721X是國內首顆工作電流低至1mA量級的多協議無線SoC。這款產品主打低功耗與低延遲，盡管是單核設計，但其性能也不遜色，主頻可達240MHz。RF性能在Zigbee模式和802.15.4模式上比之前有顯著提升，且具備豐富的外設接口。
- TL721X的主要特性：
- 低功耗：
- 3V時，BLE Tx 0dBm模式下的功耗為2.5mA，BLE Rx模式下的功耗為1.8mA。
- 低延遲：
- 通過PEM外設映射矩陣和更快的settle時間優化，實現了超低延遲傳輸。IO口可以相互映射，減少軟件處理時間和速度，直接通過硬件處理。內部測試顯示，Tx和Rx的settle時間均為15μs。
- 多協議支持：
- 更好的RF性能；主頻可達240MHz；支持BLE、Zigbee、802.15.4等多種協議，具備豐富的外設接口，包括I2C*2、UART*4、I2S*3、PWM*6等。
- TL721X的優勢特性：
- 高性能射頻：
- RX -103dbm@Zigbee；-105dbm@bluetooth LE S8
- Channel Sounding
- 功耗優化：
- 2.5mA @ BLE Tx 0dBm, 3V
- 1.8mA @ BLE Rx, 3V
- 安全性能IP：
- 在原有硬件安全模塊的基礎上，新增了多種硬件安全模塊，包括低功耗Hash算法引擎和ChaCha20-Poly1305算法引擎等。
- SRAM容量可達512KB，Flash容量可達2MB。
- 豐富的主芯資源：
- Total 512KB SRAM 2MB flash
- 240M
- 2*I2C, 3*UART, 3*I2S
- 高溫支持
- 支持高達125℃的工作溫度，適用于車規產品和其他高溫環境下的應用。
- 外設互通互聯和超低延時射頻
- AI降噪算法支持：
- 盡管是單核設計，但已經實測并移植了EMC降噪方法，未來將支持更多AI應用。
應用領域與未來展望
TL751X和TL721X不僅在現有應用領域如頭戴耳機、TWS耳機、游戲手柄、對講機等方面表現出色，還將在更多新興領域發揮重要作用。例如，TL751X能夠在保持高質量音質的同時實現低延遲傳輸，適用于高要求的音頻應用場景。而TL721X則以其超低功耗和低延遲特性，成為可穿戴設備、智能家居等領域的理想選擇。
- 現有應用領域：
- 頭戴耳機：TLSR951X系列和TLSR952X系列的產品已經成功應用于頭戴耳機，但在TL751X平臺上，音樂的音質不會降低，混音后仍能保持48K 24bit的采樣率。同時，延時也得到了顯著優化。
- TWS耳機：在TLSR951X和TLSR952X平臺上，通用的兩發一收單向延時約為12.5ms。在TL751X和TL721X的新平臺上，可以實現兩發四收、四發一收、兩發兩收等多種應用，延時在某些應用領域可以達到5ms以內，甚至10ms以內。
- 未來應用領域：
- 多人組網對講：泰凌微在本次發布會上展示的多人組網對講Demo，展示了其在無線通信領域的技術創新能力。24人組網的靈活性和穩定性，以及5跳數據傳輸的低延遲表現，為未來的多人通信應用提供了可靠的技術支持。
- 5人組網：此前，泰凌微電子已經實現了5人組網的雙峰對講，現在進一步擴展到24人組網，支持4人雙峰對講。這種網絡結構更加靈活，能夠覆蓋更多的應用領域。
這里想特別提一句的是，我們發現上圖所列應用領域中有一個“另類”，即游戲手柄。在IIC同期舉辦的“拆解秀&開發板&人才求職交流會”中，我們所拆解的一款產品——北通阿修羅2 Pro+星閃版手柄（詳見《拆解：傳說中的星閃技術，如何做到低延遲連接的？》）中發現了一顆泰凌微電子的TLSR9511藍牙雙模音頻SoC。為什么游戲手柄中會使用藍牙音頻？黃素玲向筆者解釋了其中的背景和應用場景。她指出，近年來，包括PS5和Xbox在內的游戲手柄開始支持音頻傳輸。這一變化主要源于以下幾個方面：
- 應用場景：
- 許多游戲玩家喜歡通過主機大屏投射游戲，但有時玩到很晚，可能會打擾到家人。通過藍牙音頻傳輸，可以避免聲音外擴，確保游戲音頻直接從主機傳輸到游戲手柄，再通過3.5mm耳機線傳送到玩家的耳朵里。
- 技術優勢：
- 多模在線：泰凌微電子的新產品TL751X支持三模在線（如2.4GHz + BLE + BT），相比之前的雙模在線（如2.4GHz + BLE），具有更明顯的優勢。這對于游戲手柄的應用尤為重要，因為手柄可能需要同時支持2.4GHz音頻傳輸和BLE數據傳輸。
- 低延時：音頻傳輸的延時要求較高，低延時特性是泰凌微電子產品的另一大優勢。這確保了音頻和游戲畫面的同步，提升了用戶體驗。
- 市場應用：
- 目前，國內的北通、八位堂，以及國際品牌如索尼（與Nacon合作的雙品牌產品PS5 Pro游戲手柄）和雷蛇等頭部游戲手柄制造商，都在使用泰凌微電子的解決方案。這些品牌的選擇驗證了泰凌微電子產品在多模在線和低延時方面的優越性能。
總結來說，游戲手柄中使用藍牙音頻是為了避免聲音外擴，確保游戲體驗的私密性和同步性。泰凌微電子的新產品TL751X通過多模在線和低延時特性，滿足了這一需求，并得到了多家知名品牌的認可和應用。
技術創新與市場前景
泰凌微電子在音頻SoC領域的技術創新不僅體現在產品性能的提升，還在于對市場需求的精準把握。TL751X和TL721X的發布，標志著公司在音頻市場的新一輪布局。這兩款產品不僅在技術上具有顯著優勢，還能夠滿足不同市場和應用領域的需求，進一步鞏固了泰凌微電子在全球市場的競爭力。
- 技術優勢：
- 高性能：TL751X在多核架構和高性能Codec的支持下，能夠提供卓越的音頻體驗。
- 低功耗：TL721X在單核設計和低功耗技術的優化下，適用于對功耗要求極高的場景。
- 低延遲：通過PEM外設映射矩陣和快速settle時間優化，實現了超低延遲傳輸。
- 多協議支持：兼容多種無線協議，支持多種應用場景。
- 安全性能：內置多種硬件安全模塊，保障數據傳輸的安全性。
- 市場前景：
- 消費電子市場：TL751X和TL721X在頭戴耳機、TWS耳機、游戲手柄等消費電子市場具有廣闊的應用前景。
- 智能家居市場：TL721X的低功耗和低延遲特性使其成為智能家居設備的理想選擇。
- 工業應用：TL751X的高性能和多協議支持使其在工業通信和物聯網領域具有廣泛的應用前景。
- 汽車電子：TL721X支持高溫環境，適用于車規產品和其他高溫環境下的應用。
結語
總之，TL751X和TL721X的發布標志著泰凌微電子在音頻SoC領域的又一次重大突破，將進一步推動公司在全球市場的競爭力和發展潛力。這兩款產品不僅在技術上具有顯著優勢，還能夠滿足不同市場和應用領域的需求，為未來的音頻市場帶來了新的發展機遇。
