无论你称它为智能麦克风、虚拟数字助理、家用机器人、语音控制或R2-D2，相较于Echo，最新的第二代Echo Dot的价格从89.99美元调整为49.99美元，并将于本月在美国上市销售。DW4esmc
Amazon Echo(及其随后推出的Dot)开辟了一个新的市场，让装置供货商能够在语音撷取、提高麦克风音频分辨率、更先进的背景噪声过滤、更好的音场侦测与稳定联机能力等方面展开竞争，以提供更佳音频质量。
Amazon Echo (左)及其第二代产品DotDW4esmc
而像XMOS等公司虽然自家芯片并未用于Echo中，但也瞄准了这个新的语音接口市场。XMOS营销与业务发展副总裁Paul Neil表示，“物联网目前正是一场快速移动的盛宴。为了控制IoT装置，语音是最自然的用户接口。”DW4esmc
Neil说，由于融合了“传统的微控制器(MCU)性能、嵌入式DSP以及灵活的I/O组合，使得我们的技术成为语音接口的理想选择。”DW4esmc
然而，硬件装置之间的战争只是构成整个智能麦克风/扬声器市场的一部份。IHS Markit连网家庭资深分析师Paul Erickson强调，“真正的竞争变量来自云端。”DW4esmc
为了追求更聪明的智能麦克风(能够处理复杂的查询和随机问题)，云端服务领域的竞争越来越激烈。 Google预计将于今年年底推出Google Home与Google Assistant (Google Now的新版本)，并藉此进入这个市场。Erickson表示，“而且市场上盛传苹果(Apple)很可能将在2017年挟其Siri进入这个领域。”DW4esmc
Amazon Echo——这款IoT装置如此热门的另一个原因在于它极具潜力，可实现IoT的重要优点：经得起时间考验(Future-proofing)。DW4esmc
芯科科技(Silicon Labs)软件副总裁Skip Ashton解释，Future-proofing的意思是确保装置可随时间进展持续添加更多功能特性。例如，Alexa为Echo提供的语音服务功能一开始有70种，如今已经增加到超过1,700种了。DW4esmc
Echo可以回答问题、阅读新闻、为运动评分、控制灯光、从Amazon网站订购产品以及设定闹铃等。用户还可以利用该装置向Uber叫车或订购披萨外送等。DW4esmc
“目前Echo大约每两周透过云端更新一次，”Ashton说，“Amazon会在星期五时发送电子邮件给Echo用户发布新功能， 」而Echo用户「也对于产品的功能持续增加怀抱着期待。”DW4esmc
IHS Markit嵌入式处理器首席分析师Tom Hackenberg剖析Amazon Echo对于电子产业带来重大影响的原因：智能麦克风/智能扬声器应用对于处理器供货商来说极具价值。DW4esmc
因为这种装置关键之处并不只是提供了本地智能。语音接口正普遍应用在广大的市场领域。不只是数字助理市场出现，成为智能手机App的消费电子装置版本，还有扬声器，也不是它唯一的外形应用。DW4esmc
例如，他解释说，“家庭自动化中心和数字助理可以内建于电视、机顶盒(STB)、HVAC/环境控制中枢等等。此外，在车载信息娱乐方面也存在大量的应用，特别是着眼于其免手持的优点。”DW4esmc
拆解Echo与Echo Dot
透过拆解Echo与Echo Dot并进一步比较后，Hackenberg说，“除了内存供货商，我发现Echo和Echo Dot的处理组件并没有明显的不同。”
拆解Echo与Echo Dot （来源：iFixit）DW4esmc
根据iFixit所进行的拆解，Amazon Echo采用：
•三星(Samsung) K4X2G323PD-8GD8 256MB LPDDR1 RAM (挥发性内存)
•SanDisk SDIN7DP2-4G 4GB iNAND Ultra Flash (非挥发性储存)
而到了新版的Dot则改用：
•美光(Micron) MT46H64M32LFBQ 256MB (16Meg x 32 x 4Banks) LPDDR SDRAM (挥发性内存)
•三星KLM4G1FEPD 4GB高性能eMMC NAND Flash (非挥发性储存)DW4esmc
两款产品使用的处理器则是相同的。在Echo与Dot的核心采用的是德州仪器(Texas Instruments；TI)的媒体处理器DM3725，此外，高通(Qualcomm) Atheros QCA6234应用专用标准处理器则用于提供连接性。DW4esmc
Hackenberg解释说，虽然内存可能稍微影响性能，但内存定价是波动的。因此，对于Echo系列的所有产品而言，在其整个生命周期中改变所使用的组件也很平常。DW4esmc
相形之下，“联机模块，尤其是媒体处理器更加复杂，如果不是重大的产品更新，一般并不会改变，”他说。DW4esmc
Hackenberg指出，Atheros处理器专用于作为连接应用标准产品。其设计是以Tensilica客制化XTensa核心为基础，而且它只做一件事——协调与网络的通讯，以利作业进行。DW4esmc
Erickson补充说，“连接能力至关重要，因为它涉及哪些数据可被撷取、传送与接收云端数据的速度与可靠度等。由于速度/响应的可用性因素，它直接影响到与扬声器之间的互动有多么实时。因此，Wi-Fi的吞吐量、服务质量(QoS)与范围的改善，都将有所帮助。”DW4esmc
所有的本地(local)智能功能是由TI DM3725进行处理。Hackenberg指出，“这是一款专为STB、TV、显示器、视讯游戏系统等各种多媒体应用而设计的系统单芯片(SoC)。”DW4esmc
DM3725是一款以ARM Cortex A8为基础打造的组件，并整合TI的C64x+DSP与3D绘图加速引擎。“Cortex A8是一款成熟且经济型的应用处理器，但又完全足够用于本地执行简单的任务，”Hackenberg表示。DW4esmc
然而，“如果应用变得复杂，而不只是一款扬声器这么单纯，可能就会有所变化。”
Amazon Echo Dot主板 （来源：iFixit）DW4esmc
整合DSP
根据Hackenberg，这颗SoC的关键就在于整合了DSP，甚至可能是GPU。DW4esmc
“在一个典型的设计中，存在多个输入传感器(主要是麦克风)。整个音讯输入首先经DSP高度滤波，使系统快速地理解用户的语音和环境噪声之间的差异，”他说。DW4esmc
“它甚至能够解读相对于该装置的位置或甚至发话者是谁；它还建立了一种模式，能够经过处理以匹配该模式(通常发送至云端)，”他补充说。DW4esmc
但是，GPU做什么呢？DW4esmc
Hackenberg认为，对于本地智慧，GPU可以用于更简单、但快速且高效的本地模式匹配。
这可以让装置仍然响应所储存的控制模式，例如降低音量、切换频道或其他简单的控制，而无需网络连接，他解释说。接着，应用核心根据所需提供的响应、启动/关闭所需的输入或控制以及必须显示的内容等条件来执行应用程序。DW4esmc
麦克风数组
Amazon Echo和Dot之所以吸引人之处在于它使用了7麦克风数组。Amazon声称，Echo和Dot由于使用了多支麦克风和波束成型技术，因而能在整个室内都听到你的声音——即使是正在播放音乐的环境下。该公司还表示，Echo是一款专业级的调音扬声器，能以360°沉浸式音效充满在整个房间中。DW4esmc
根据IHS Markit负责MEMS和传感器的资深分析师Marwan Boustany表示，Echo采用了楼氏电子(Knowles)的MEMS麦克风。
Dot采用7支麦克风数组DW4esmc
Boustany指出，为声音频率提升其讯号噪声比(SNR)、匹配和性能，将有助于远场音讯撷取，同时改善语音识别。DW4esmc
但最终，算法才是实现更优质语音识别的真正关键，他说，所谓的『智慧』就在于云端可能持续作为关键应用，而本地处理则可以提高对于简单/预定义词组(如Hey Siri等)的辨识能力。DW4esmc
他以Cypheras为例表示，这一类的软件供货商将有利于智能家庭系统(如Alexa)中的语音识别功能。
Amazon Echo Dot （来源：iFixit）DW4esmc
竞争日益加剧
以供货商来看，目前有几家提供微控制器(MCU)和连接用ASSP的供货商可能在此领域展开竞争，包括Apple、博通(Broadcom)、赛普拉斯(Cypress)、微芯科技(Microchip)、恩智浦(NXP)、瑞萨(Renesas)、意法半导体(STMicroelectronics)以及芯科科技(Silicon Labs)等。Boustany表示，」802.11n与BT 4.0的组合并不常见，但有些设计针对较低成本的解决方案或许将会只用蓝牙。DW4esmc
媒体处理器较为棘手。虽然多家行动装置应用处理器供货商都可提供，但对于简单的应用来说成本太高。根据Hackenberg的观察，供货商们可能会选择不提供性能相当的DSP或模式匹配功能。DW4esmc
“我可能会考虑采用Apple Ax、Broadcom BCM7xxxx、海思(Hisilicon) Hi3xxx、NXP i.MX、联发科MT8xxx、意法STiHxxx、高通(Qualcomm)Snapdragon等。当然，TI或许在成本方面具有最佳DSP支持(对于语音识别至关重要)的优势，但其他的这几家供货商也在不断地缩小差距中。”DW4esmc
XMOS相信该公司将在这个市场上获得动能。对于诸如Echo这一类的语音助理产品，提高性能的关键在于远场语音撷取能力、波束成型与处理速度等。Neil认为，“凭借着大量的处理能力和嵌入式DSP，我们的XMOS单芯片组件提供了可扩展和差异化的解决方案。”
XMOS xCore语音接口案例 （来源：XMOS）DW4esmc
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Amazon Echo Dot （来源：iFixit）
XMOS xCore语音接口案例 （来源：XMOS）
