36氪首发｜「芯声智能」获数千万人民币A轮融资，低功耗音频NPU芯片已落地沃达丰、3M等头部企业

作者｜韦世玮

编辑｜石亚琼

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36氪获悉，近日音频NPU芯片及算法公司「芯声智能」宣布完成数千万人民币A轮融资，由光远资本独家投资，戈杨资本担任本轮独家财务顾问。该轮资金将主要用于扩充研发人员和技术支撑团队，以及芯片迭代的研发投入。

芯声智能成立于2018年9月，主要基于自主研发的可重构神经网络引擎，开发面向智能语音识别领域的AI芯片及算法，具有高性能、超低功耗、高识别率、低成本、算法扩展性强等特点，适用于智能手机、耳机、白色家电等品类。

声学赛道的覆盖面十分广泛，人们日常使用的智能手机、蓝牙耳机、智能音箱等设备，在听歌、通话、语音交互等一切和声音有关的应用背后，都需要对声音信号进行环环相扣的处理，同时也有着一条长长的元器件供应链。

例如，语音识别、语音助手、通话降噪应用主要涉及声音的前处理，与麦克风有关，设备的音质、主动降噪、音效，主要涉及声音的后处理，则与喇叭有关。

但芯声智能CEO汤健告诉36氪，他发现目前业内许多玩家设计语音芯片时，大多侧重在前处理应用的技术创新，而后处理环节仍是传统方法。因此，公司的初衷是能设计出一款同时兼顾声音前处理和后处理的语音芯片。

那么，公司为何选择从NPU（嵌入式神经网络处理器）切入？一方面，大型SoC的研发周期长、成本高，对初创公司来说落地门槛较大；另一方面，产品主要面向低功耗、锂电供电的场景，主控芯片跑算法的功耗太高，因此比较适合开发一款NPU芯片，作为协处理器与主控芯片进行配合。

目前，芯声智能的低功耗语音芯片XS200X已实现量产出货，这是一款专用的语音识别前端芯片，基于RISC-V架构，采用小型化神经网络设计，突破了超低功耗ADC、低功耗PLL系统设计、低功耗数字系统设计、小型化封装等多个难点。

具体来看，XS200X芯片拥有四大特点：一是采用超低功耗设计，支持Always on唤醒模式，唤醒功耗小于1mW；二是具有远场识别高强度计算能力，支持AGC、AEC、波速成型、去混响、复杂降噪、多命令词识别等14种算法，其中KWS唤醒率在无噪达98%以上；三是基于DNN+CNN神经网络降噪算法，能较好实现通话降噪（ENC）和主动降噪（ANC）效果；四是配置了4麦克风接口，支持多路模拟MIC输入或多路数字MIC输入，支持多通道TDM（I2S）输入和输出。

芯声智能的超低功耗语音唤醒识别芯片

基于这些特点，芯声智能的语音降噪方案能很好地解决大风噪场景下的降噪问题，这也是现在许多音频产品主要面临的难题。汤健举例，在摩托车车速为120码情况下，公司的单麦克风降噪解决方案能大幅度地过滤风噪和路噪，实现清晰通话，而业内知名厂商的蓝牙芯片方案最多只能实现30码车速的通话。

在这背后，正是芯声智能采用神经网络降噪技术，通过对大风噪、马路、地铁、广场舞等场景下的6000多种噪音进行训练，大幅度地解决了各类噪声问题。

从市场层面看，目前芯声智能主要对标美国DSP Group，后者为全球领先的通信语音和无线芯片组解决方案提供商，在音频数字信号处理器、AI内核、音频物联网无线芯片等方面有丰富技术经验。同时，该公司已于2021年8月被Synaptics公司宣布以5.28亿美元收购。

汤健谈到，芯声智能核心团队从四年前就开始基于RISC-V架构开发芯片方案，积累下不少成本控制和技术开发经验，这恰恰是公司和其他玩家相比的差异化优势。

一方面，市场上的玩家多采用Arm Cortex-M4F架构或Cadence的架构，产品开发需要支付IP专利费用，而芯声智能采用开源的RISC-V架构，所有模拟IP均为独立自主研发，能大大减少产品开发的成本；另一方面，市场上产品的同质化现象严重，而公司基于RISC-V架构开发芯片，能在实现产品差异化的同时，保证产品的功耗、算力、性能的一致性。

业务方面，芯声智能拥有出行、对讲、声纹解锁、声源定位四个业务板块，每个版块相互结合实现落地。例如，出行和对讲主要面向智能头盔市场，公司与饿了么合作为骑手开发智能头盔，让骑手可直接通过语音交互完成订单处理、打电话等工作；声源定位则主要瞄准直播、视频电话会议领域。

现阶段，公司的XS200X芯片已完成多家芯片/软件平台商的联合调优和参考设计，并在智能手机、智能耳机、智能头盔、车载音频、低延时直播、电话会议等市场均有落地，其中合作伙伴不乏沃达丰、3M、哈曼、五菱科技、饿了么等国内外头部企业。

公司与饿了么合作开发的智能头盔

成立至今，芯声智能的累计研发投入已超3000万人民币，目前有芯片销售和算法销售两种盈利模式。其中，2021年芯片出货量规模数十万颗，主要落地智能头盔、对讲机/会议音箱、耳机领域；算法则销售单麦神经网络降噪算法和双麦降噪算法，现阶段该模式仅适合恒玄科技和诺达的蓝牙芯片平台。

接下来一年，芯声智能将重点推广离线声纹识别功能，覆盖身份认证、辅助解锁等应用。同时，公司预计今年在智能头盔、对讲机领域的芯片出货量，将分别实现数百万颗出货规模。

团队方面，芯声智能的核心团队具备从芯片到算法多领域的关键技术能力和量产经历，以及丰富的技术和销售经验，平均从业经历超15年。其中，公司董事长姜黎为东京工业大学工科博士，拥有20 年以上芯片开发经验，曾任富士通半导体GM和国科微CTO兼董事，以及国家相关重大科技项目负责人，至今累计申请专利100余项，累计开发并量产芯片超20款；公司创始人、CEO汤健曾任国科微CMO，并曾在创毅视讯、中普微、天津诺思担任销售总监，拥有十余年芯片销售经历和团队、渠道管理经验。

AGC系统的研究与设计要点分析

自动导引车（AGC）作为现今工业自动化系统的一个典型的应用，以其小巧、布置灵活、柔性度高，以及高节拍效率等优势，在物流领域及流水线装配领域中，发挥了举足轻重的作用。本文详细描述了AGC系统构成方案和设计思想，并对AGC设计时所要考虑的设计要点进行分析，使AGC规范化、安全化，从而更可靠地集成到工业自动化车间。

随着我国大力提倡工业自动化，以及《中国制造2025》发布以来，国内智能装备生产商犹如雨后春笋般快速发展壮大，工业自动化发生巨大变化，无人车间、数字化工厂等等，使得工业自动化设备发展及普及迅速。

自动导引车AGC（Automated Guided Cart）属于“简易型”AGV（Automated Guided Vehicle），但随着控制芯片技术的发展，AGC的能力已基本上接近AGV。

简易型AGC已不再是性能减弱的AGV简单版本，而是有着极具模块化、一体化的集成化控制设备；控制系统及电气设计标准化，使得AGC在组装和配线上可采用流水线生产而极大降低产品成本；AGC的模块化构造，可以很容易地集成到对应定制化机械本体或简易框架上；采用电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。同时，AGC系统还包含上一级控制及调度管理系统，可实现多车柔性任务及路径分配和AGC之间的交通管理。

一、AGC系统软件的设计思想和关键实现方法

1.AGC系统的物料运送方案

线边设备或操作工在AGC上料点，通过数据通讯或人工按钮确认物料准备好信息；物料准备好信息会传输到AGC控制台，再由AGC控制台调度AGC拉走满料车；AGC把满料车运送到卸料点，卸料点的选取原则是就近和空闲；到达后开始声光报警提示操作；卸料点可配置LED显示屏滚动显示任务，包括AGC编号、料架编号、紧急程度、执行人等信息；每个LED显示屏只显示对应卸料点位置，可由叉车卸货；叉车上可配备PDA滚动显示任务，叉车司机根据自己的位置状态，参照PDA和LED显示，使用无线按钮盒，选择自己最方便执行和最紧急的任务；一旦某个叉车司机选择了某个任务，则该任务在LED屏幕上就会显示已经由该叉车执行，同时在LED及其它叉车的PDA上也会显示已经有人执行，不能再选择。若由线边机构对接，对应AGC会上报控制台预备下货状态，由控制台协调对接动作，过程中通过互锁信号保护及确认完成；输送空料架的任务，会根据走行距离等预置时间，提前安排；若需更换料架，地面可配置RFID读头读取料架信息，进行任务校验，如果正确，则AGC短时报警提示后离开，否则会生成一个新的任务，更换错误的料架，这个任务也会在LED及PDA上显示，AGC持续报警直至正确放置在料架。料架正确放置后，LED及PDA的显示任务状态才会是完成。

2.AGC系统的任务分配模式

AGC上层系统的任务分配，采用细化模式：

具体工作中，可以分成从上料点至卸料点的满料车输送为一个任务，从卸料点至上料点上线为另一个任务，每台AGC不是固定为某条线服务。

这种模式有诸多优势：

一旦AGC在任务执行过程中发生故障，对整体生产运行影响范围小，需要人工介入处理的工作量小。每台AGC安排任务更加灵活机动，提高了AGC的利用率。AGC运行线路中设置了AGC停泊位，在产能不需要太多的AGC时，AGC控制台可以自动把多余的AGC调度到停泊位等待。

3.AGC系统的物料切换模式

AGC系统控制台可以接受上位机的生产安排（如从车间MES系统获取），控制台可预置不同物料品种的节拍数据，在正常情况下，不需要人工干预即可实现物料的切换；车间管理系统需要在物料切换前预设值时间，并提前把模式更换指令发送到AGC控制台；AGC系统的管理机可以实现灵活调度，不需要专门进行人工干预。

二、AGC系统的构成

AGC系统，主要由AGC控制系统和调度管理系统、通讯系统、AGC、自动充电系统等构成，如图1。

1.AGC控制系统和AGC调度管理系统

控制台基于PC架构有良好的价格优势和性能扩展能力，其AGC控制系统和AGC调度管理系统是AGC系统的调度管理中心，负责数据采集系统的数据处理，与第三方设备及上位机交换信息，生成AGC的运行任务，解决多AGC之间的避碰问题等。

由于采用集中控制的方式，控制台将成为AGC系统运动的核心。它与主服务器进行大容量高速数据交换，完成AGC运动信息的数据共享，控制台与上位机生产调度管理（如MES）系统留有接口，可以接收调度命令和报告AGC的运行情况。控制台满足工业现场环境要求，有足够的运算速度和管理能力。控制台在实时调度在线AGC的同时将在屏幕上显示系统工作状态，包括在线AGC的数量、位置(包括AGC处于的地标位置)状态、已完成的转运数量等。

控制系统主要负责AGC运行中的交通管理。保证运行中AGC与AGC间的最小间距，使其不发生碰撞和追尾等事故，AGC控制台内有避碰参数设置文件，可对不同的区域设置不同的避碰原则，有效控制各种条件下AGC的安全间距。控制台将对进入系统和退出系统的AGC进行管理，以保证系统安全运行。

AGC调度管理系统采用集中调度管理方式，可以根据生产管理系统下达运输任务、AGC的工作状态、运行情况等，通过通讯系统将命令和任务传递给被选中的AGC，被选中的AGC根据控制台中管理系统的命令完成发动机的输送。任务完成后，AGC通知控制台任务完成情况，并回到待命位置，等待下一次任务。

AGC系统的设计应该自动完成维修工位缓存功能，即当该功能开放时，如果出现工位堵塞，系统可以将后面AGC自动调度进入缓存区域，并在适当的时候再放行该AGC以恢复系统正常运行，该方式可以在一定条件下减小生产线停线的时间，提高车间的总体生产能力。

2.无线通讯系统

AGC控制台与AGC间采用无线通讯方式，控制台和AGC构成无线局域网。控制台依靠无线局域网向AGC发出系统控制指令，任务调度指令，避碰调度指令等。控制台同时可接收AGC发出的通讯信号。AGC依靠无线局域网向控制台报告各类指令的执行情况、AGC当前的位置、AGC当前的状态等，AGC控制台与AGC间如果发生通讯中断，不会造成AGC的死机或死等的状态；当通讯恢复后，AGC可以自动和控制台建立通讯联系，无需关机重起。

三、AGC车体的设计要点分析

AGC设计要遵循模块化设计，整体是由机械部分和电气部分组成。机械部分一般包括AGC车架、驱动轮组件、随动轮、料车导向定位装置、电池舱、控制舱等。电气部分一般包括电池模组、AGC控制器系统、伺服系统、无线电台、传感器和线束等组成。

1.安全控制设计

由于AGC运行区域分为无人和有人区域，为确保AGC在运行过程中自身安全，特别是在现场人员的安全及各类设备的安全，AGCS应采取多级安全措施。

软件保护：包括偏离导航线保护、地标丢失保护、导航带缺损保护、部件故障保护、通讯故障保护、光靶丢失保护、超差保护和失速保护等。

硬件保护：

（1）在AGC车体安装急停开关，任何时间按下这一开关AGC立即停止运行。AGC安装醒目的信号灯和声音报警装置，以提醒周围的操作人员。

（2）在AGC车体上，前进方向设置非接触防撞和机械接触式保险杠（可选），防碰及保险杠的信号接入AGC安全回路。在无人区域可设置非安全型非接触防撞，在有人区域必须设置安全型非接触防碰和机械接触式保险杠（可选），同时还要设计运行提示功能，如警示灯或蜂鸣器。

（3）AGC电气设计上，除安全PLC等安全控制器外，普通控制器需要采用安全继电器控制驱动回路，提升了控制的安全等级。当AGC车体上急停信号被触发后，需要设计安全复位回路进行人工确认复位，AGC才可以继续运行，以增加操作的安全性。

一旦计算机系统发生故障，离线保护单元、防撞安全单元、应急开关等将控制AGC停车或完成基本操作。发生故障时，AGC自动用声光报警。同时通过无线通讯系统通知AGC监控系统。AGC监控系统在控制台上显示当前状态和文字提示。监控人员可以根据提示的信息，指挥现场人员排除故障。发生故障的AGC，可以使用手控操作器操纵AGC。当AGC发生故障导致供电或者动力系统失效时，机械设计上要有便捷方式可以轻松推动AGC下线至维修区域。

2.标识设计

AGC应设计相应铭牌，内容包括：型号、基本参数信息、安全行走速度等参数。铭牌应放置在显眼的位置，清晰易读且不可擦除（例如防水）。

同时，对有潜在或意外伤害风险的部件要设计警告标志，应符合GB/T 26560-2011要求。有关危险的警告标志应贴在移动机器人的相关危险附件上或其附近。应在靠近电池或电池仓的位置标识以下内容或等效内容，如“警告：有火灾或爆炸的危险！只能用相同型号电池更换。”

对于非安全型激光扫描仪，应进行明确标识，防止激光对人眼造成伤害。

四、结论

本文所介绍的AGC系统，在保持传统AGC低成本和灵活特点同时，还具有高度智能和自动化的控制、调度功能，使AGC可以大批量配置到智能工厂，真正实现了柔性管理。本系统已经在实际工程中得到广泛应用，特别是在美国通用多个国内整车厂的应用，稳定性及安全性得到了一致好评。

由于该AGC系统控制框架的组成及设计理念，遵循机器人设计规范及标准化，使得本系统在生产物流后期改造和维护工作时变得相对简单，即使进行功能上大的改动也不会浪费太多的人力财力，真正发挥了AGC简单灵活的特点。

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