国芯微GX8008C智能语音前端芯片在电动两轮车中的应用

摘要

电动两轮车加速智能化，语音交互成车机标配。但开放式骑行环境的风噪、胎噪与环境噪声，让端侧拾音成为工程难题。国芯微 GX8008C 以异构多核 SoC 在端侧落地双麦波束成型与神经网络降噪，为两轮车提供可量产的语音前端方案。

随着电动两轮车加速向智能化演进，语音交互正成为车机仪表与手车互联场景的标配能力。然而，与封闭座舱的汽车不同，两轮车采用开放式骑行环境，麦克风直接暴露于高速气流与复杂路噪之中。风噪、胎噪、环境声混杂叠加且随车速动态变化，传统固定阈值降噪策略难以稳定生效。如何在端侧、不依赖云端的前提下实现高清晰度语音拾取，是终端厂商面临的现实工程难题。

哈啰骑行搭载GX8008C 端侧语音芯片，采用双麦声学降噪架构解决骑行场景语音识别难题。通过波束成型（Beamforming）定向拾音，将拾音主瓣聚焦用户正前方 0° 人声，空间域抑制 ±90° 侧向风噪、胎噪；搭配面向骑行场景优化的 DNN 神经网络降噪模型，精准剥离骑行环境复杂噪声，输出高纯净语音流对接云端 ASR 引擎，大幅改善行驶过程噪声干扰造成的语音识别失效问题，实现骑行途中稳定、可靠的免动手语音交互。

01 | GX8008C：面向智能语音前端的异构多核 SoC

针对上述挑战，国芯微GX8008C智能语音前端芯片以高集成度异构多核 SoC架构，在端侧完成从多通道麦克风拾音到语音信号处理的完整链路。

图 1 · GX8008C 芯片内部架构框图

异构双核：MCU + HiFi-4 DSP

GX8008C 采用 MCU + DSP 异构分工架构：

▸ 32 位 RISC MCU（主频最高 150MHz）：负责系统启动、通用任务调度与应用逻辑；

▸ Cadence Tensilica HiFi-4 语音音频 DSP（主频最高 400MHz）：配备四路 32 位 MAC 与八路 16 位 MAC、32KB I-Cache / 32KB D-Cache、64KB DTCM / 64KB PTCM 及矢量浮点引擎，可承载 VAD、深度降噪、AEC、波束成型与 KWS 等算法的端侧实时运算。

两者通过片上 SRAM 高效协同，无需外部 DDR，降低 BOM 成本与 PCB 面积。

1.5MB 片上 SRAM + SPI Flash XIP

芯片集成 1.5MB 嵌入式 SRAM，为 DSP 算法运行与音频数据缓存提供充足空间；同时支持 SPI Nor Flash 的 XIP（eXecute In Place）执行模式，程序可直接从 Flash 运行而无需加载到 RAM，进一步节省内存开销。SPI 接口支持标准模式与 Quad-SPI，时钟速率最高 75MHz。

高性能音频前端：ADC + DAC 全链路

GX8008C 在模拟音频链路上实现了高规格集成：

项目	参数
ADC	4 路 24 位 Sigma-Delta ADC
采样率	8kHz / 16kHz / 48kHz
PGA	每通道 50dB 可编程增益放大器（2dB 步进）
ADC SNR	93dB（A-weighted，16kHz 采样）
动态范围	93dB
数字麦克风输入	最高 4 路，兼容 PDM 与 I2S
DAC	双通道 16 位 DAC
DAC SNR	93dB
音频输出	I2S 主模式输出

93dB 的 ADC/DAC 信噪比意味着极低的底噪水平，为后续 DSP 算法处理提供干净的原始信号基础——这对噪声抑制类算法的效果至关重要。

丰富的外设接口

接口类型	规格
USB	USB2.0 Slave（支持 Linux UAC 音频类协议）
SPI	Master 模式（Flash / 外设扩展）
I2C	2 路（支持 Master/Slave）
UART	3 路（支持流控，最高 3Mbit/s）
GPIO	19 个可复用 GPIO
PWM	8 路

USB2.0 Slave 支持 Linux UAC 协议，使 GX8008C 可直接作为 USB Audio 设备接入 Android/Linux 主控，免驱即插即用，大幅简化系统集成。

小封装、宽温域、高可靠

GX8008C 采用 QFN52（6mm × 6mm）封装，适合紧凑型车载模组与仪表板内嵌方案；工作温度覆盖 -40℃ 至 85℃，满足严苛的车载环境要求。提供两种型号：GX8008C（OTP 区域只读）与 GX8008C-X（OTP 区域开放客户读写），满足不同量产阶段的灵活配置需求。

02 | 两轮车端侧降噪：双麦波束成型 + 神经网络降噪

在电动两轮车场景中，GX8008C 于端侧落地完整的双麦克风语音增强方案：

图 2 · GX8008C 开发板系统框图

▸ 定向拾音（Beamforming）：双麦波束成型将拾音主瓣对准用户正前方声源（0° 方向），同时对两侧约 ±90° 方向的风噪、胎噪及环境噪声进行空间域抑制；

▸ 神经网络降噪（DNN De-noise）：针对骑行场景的风噪、胎噪及环境噪声建立专用抑制模型，输出清晰可识别的语音信号，直接对接上层 ASR 引擎；

▸ 结构自适应：双麦克风间距可根据整车结构设计灵活调整，适配不同车型与表盘布局。

基于 GX8008C-HW 硬件参考设计，方案支持双驻极体麦克风（AMIC）输入，并通过 I2S 或 USB 两种通路将处理后的音频输出至车机主控或手机端。整套链路在芯片端侧闭环完成，无需联网、无云端延迟、无隐私泄露风险，且算法效果不依赖网络质量，一致性远优于云端方案。

03 | 广泛的场景适配能力

GX8008C 的异构算力与丰富接口使其不仅适用于两轮车语音前端，还可覆盖多种智能语音场景：

▸ 离线语音控制设备：智能音箱、白电语音面板等全离线 KWS + 命令词识别；

▸ 车载电台 / 蓝牙音箱：AEC 回声消除 + 降噪 + 波束成型一体化；

▸ 在线语音控制（WiFi）：配合 WiFi 模组实现云+端混合方案；

▸ 防啸叫麦克风系统：硬件级 AEC 抑制扬声器反馈；

▸ Android AP 声学前端：作为手机 / 平板的外接语音预处理模块。

从数据手册给出的六种经典应用拓扑可以看出，GX8008C 的设计初衷是成为一款通用的智能语音前端平台芯片，而非单一场景的专用器件。

结语

以 400MHz HiFi-4 DSP 为算力核心、以 93dB SNR 音频链路为信号基础，GX8008C 将异构多核算力浓缩于 6mm×6mm 的 QFN52 封装之中。在电动两轮车智能化加速的当下，国芯微致力于以扎实的芯片能力与端侧算法积累，助力终端厂商打造真正「无惧风噪」的可靠语音体验。