现代生活中，似乎所有东西都是无线连接，如数据通信、移动设备充电及音频等。无线音频市场正蓬勃发展，但是，当你在飞机、火车或甚至在大街上环顾四周时，却发现耳机或耳塞这种最简单器件，仍然主要通过电缆连接。
但是，据最新消息，一家主要智能手机生产商的最新产品已经抛弃了历史久远的3.5mm耳机插孔，事情可能将发生变化。这是大胆但符合逻辑的行动，是因为厂商已经认识到现在的技术已经达到采用无线耳塞 (一对放入耳内的无线扬声器)也能够在可行的尺寸内提供所需的音频性能、益处和功能，以支持音乐播放和添加更多串流。此外，消除耳机插孔使得厂商更容易改进智能手机和其它便携式/可穿戴设备的防水特点；当这些产品预期在任何户外环境使用时，防水是个重要的优势。最后，无线连接使得处理线缆缠结的烦恼将成为历史！
在这之前，无线音频市场领域生产商主要关注的是生产扬声器系统。这是由消费者对便携性和易安装的愿望推动的； 在家里隐藏线缆而不影响装修效果，一直是个挑战。
无线音频市场明显向快速增长期演变和发展。据研究公司Marketsandmarkets，到2022年，该市场预期将达到540亿美元。这本身非常惊人，但是，据预测年均复合增长率（CAGR）为 23.2%，表明该市场的变化和增长还要好得多。未来增长的大部分与智能手机和其它便携式设备有关，最高增长领域从家庭音频转向便携式消费者领域。实际上，这些移动设备本身已经成为了重要的娱乐设备。Grand View Research进一步的研究表明，到2024年，仅耳塞和耳机市场将超过150亿美元。报告认为，技术进步和微型化是耳塞快速增长的关键推动力。
随着基于蓝牙、用于智能手机免持应用的设备成为最流行的应用之一，无线听筒已经在市场上存在了一段时间。但是，消费者变得更难满足，他们希望从其移动音频体验上得到更多，这些要求大多数受目前市场上某些提供更佳音频质量、具有除噪和增强低音等特点的高端耳机驱动。
因此，与目前的许多可穿戴设备一样，设计和推出让人感兴趣的耳塞是非常显著的挑战。一方面，消费者正在寻求使用时间长的超小设备，这意味着能效和低功耗运行是关键。但是，另一方面，他们想要拥有富重低音和除噪等特点，在某种程度中可能相冲突。除噪带来了另一方面的复杂性，要实现这功能需要包括麦克风和额外电路，所有这些都增加了体积，而且对电池的要求更高。
传统耳机和耳塞之间的一个关键区别是用户对多功能性的期待。耳机主要仅用于播放音乐，而让人感兴趣的耳塞方案通常预期将执行多种功能，包括播放、串流、WS2（无线同步声音）、接听电话及与传感器连接。无线耳塞很可能还集成声音指令识别技术。
由于可用空间有限，耳塞的半导体方案必须是低功率高集成。它们还必须提供优异的处理功率和音频性能及其它特点，以支持多功能性。
安森美半导体的LC823450系列超低功耗高分辨率音频处理器是市场上支持耳塞开发和激增的最新半导体器件之一。该系统级芯片（SoC）基于双核ARM® Cortex®-M3处理器和专有32位DSP内核，采用1656KB SRAM和256KB ROM。SoC内高度集成的MCU共包括6个10位ADC、一个实时时钟及三个eMMC/SD接口。
由于系统的核心是基于LPDSP32 DSP芯片的音频引擎，能够实现高分辨率音频处理（32位和192 KHz）。它带有一个MP3编码器及MP3、WMA和AAC格式解码器。音频引擎内还内置大量专用音频电路，包括低功率D级放大器、具备抖动隐藏功能的异步采样率转换器（ASRC）、六段均衡器（EQ）及数据麦克风PDM接口。
图1：LC823450低功耗、高分辨率音频处理系统框图
LC823450的功能性和集成度水平非常高，不仅满足耳塞应用的关键要求，而且其功率要求仍然保持非常低，通常每兆赫工作速度仅消耗110微瓦。因此，采用两节AAA电池的音频播放时间便可超过120小时，比市场上其它产品长70%左右。
图2：LC823450的播放时间比其它LSI长70%
该器件XC和XD型号的占位（仅5.52mm x 5.33mm）比替代方案小很多，特别是考虑到一些其它方案不提供板上SDRAM。
图3：LC823450耳塞参考设计
可提供免版税和免许可费的高级DSP代码库选择，帮助设计人员加速软件设计和降低开发成本；这些代码包括除噪和可变速播放的DSP代码。
仅数量有限的高端应用需要更多功能，所以许多支持器件完善了安森美半导体便携式音频应用阵容。其中一个实例是“一直听”BelaSigna® R281。该器件将检测单一的、经用户培训的触发短语，检测到之后便会发出唤醒信号。这种极低功耗器件用于响应语音指令的设备。
图4：BelaSigna芯片为LC823450音频系统提供“关键短语唤醒”
为了节约功率，主要系统（通常是基于LC823450的系统）进入省电模式，而R281聆听特定短语。当检测到指令时，R281经GPIO发送唤醒中继，主LC823450系统负责语音指令的接收、解码和采取行动。
显然，与许多市场一样，合适技术的面世将成为关键推动力，充当无线耳塞市场的促成者。一旦可以提供高集成度、低功耗、面向应用的专用器件，无线耳塞市场的巨大潜力将得以成为现实。
撰稿人：安森美半导体产品经理 Kenichi Kiyozaki