一、芯片概述
WS168 是一款面向智能音频应用的高性能 AI单麦克风 /ENC环境降噪USB音频处理芯片，采用先进的 多核异构架构，集成了 RISC-V CPU、微型DSP（uDSP）以及神经网络处理单元（NPU），具备强大的本地算力与出色的音频处理能力。
该芯片专为智能语音通信、实时音效处理和 AI 降噪而设计，广泛应用于 USB游戏耳机、USB话务耳机、智能麦克风、直播声卡、高保真音频设备 等领域，具备 高性能、低功耗、接口丰富、支持AI算法本地运行 等显著优势。
WS168是全新一代3核构架，有着极其干净的的AI ENC降噪处理算法 ，不断字、消除的干净。适合USB话务耳机降噪麦克风，32bit 382khz高保真，声音还原真实，动态更好 ，分离度立体环绕更好。
基于强大的三核心构架，DSP可以设计为AI/ENC降噪+免驱硬件DSP虚拟7.1为USB游戏耳机设计，低延迟及定位准确，还原真实，网吧环境全程开黑无噪音。
二、核心性能参数
1. CPU处理器
- 架构：32位 RISC-V Andes D25F 内核
- 主频：最高 400 MHz
- 支持 DSP/SIMD 扩展指令集
- 支持硬件浮点运算（FPU）、乘除法加速
- 缓存结构：
- I-Cache：32KB
- D-Cache：16KB
- L2 Cache：32KB
2. uDSP 数字信号处理器
- 支持 1024 点 FFT/IFFT 运算
- 支持 FIR、COS/SIN、SQRT、Arctan、LOG 等数学函数加速
3. AI加速器 NPU
- 算力：INT8 运算 >100 GOPS
- 支持 CNN、RNN 等主流神经网络模型加速
4. 存储资源
- 内部 SRAM：512KB
- 内置 Flash：1MB
- 外扩支持：
- QSPI Flash：最高可扩展至 16MB
- PSRAM：支持最高 8MB
三、音频系统
1. 高性能 ADC/DAC
- 动态范围：105 dB
- THD+N：低于 -90 dB
- 采样规格：最高支持 32bit / 384kHz
2. 多麦克风输入
- 模拟输入：2 路（立体声/差分），支持 MIC BIAS 电压调节
- 数字输入：最多 4 路 PDM 接口数字麦克风
3. 耳机放大器
- 内置 0V 偏置直驱放大器
- 可直接驱动 32Ω 耳机负载，输出功率达 25mW
- 支持差分 Line Out 输出
4. USB 音频接口
- 集成 USB 2.0 Device 控制器支持 USB 全速和高速模式
- 支持 UAC 1.0 / 2.0 标准
- 可实现 16bit/44.1K 24bit/96kHz 至 32bit/192kHz 的音频传输
5. 音频算法处理
- 8段 EQ 均衡调节
- DRC 动态范围压缩
- AI降噪 / 回声消除 / 啸叫抑制 支持本地实时运行
四、接口与扩展功能
1. 通用通信接口
- USB 2.0
3. GPIO 与模拟检测
- 8路 GPIO：支持 I²C、PWM、中断、LED、按键等功能复用
- GPIO 电压支持 1.8V ~ 3.3V 可调
- 10位 SAR ADC：支持电池电压、旋钮电压等模拟输入采集
五、电气特性
- 供电范围：3.0V ~ 5.5V（兼容锂电池和 USB 供电）
- 低功耗管理：支持动态时钟调节、待机模式
- ESD 防护等级：人体模型 ≥ 4kV
- 工作温度范围：-40°C 至 +85°C（工业级）
- 封装形式：QFN40，尺寸 5x5mm，间距 0.5mm
六、系统框图与音频通路说明
- 三核协同架构：CPU + uDSP + NPU 实现协同计算
- 支持模拟音频输入 → 数字处理（滤波/降噪/EQ）→ 模拟输出 或 USB 输出
- 高速搬运引擎 支持高速音频数据搬运，保障低延迟音频传输
七、线路图、引脚与PCB设计
- 引脚合理隔离数字与模拟信号，优化 EMC 性能
- 支持最简外围电路设计
- 内置 MIC BIAS、耳放、功率直驱，无需外接功放
- 焊盘底部含散热金属区，适配标准回流焊流程
八、典型应用场景
✅ USB话务耳机
- 内建回声消除 + 降噪算法
- 高分辨率音质 + 即插即用
✅ 智能降噪麦克风
- 支持 2 麦阵列，语音增强 + AI 降噪
- 适配会议、直播、录音等场景
✅ 直播声卡 / 音频接口设备
- 低延迟 + 多通道混音
- 内建 DSP 效果 + EQ + Reverb
✅ 无线麦克风 / 便携扩音器
- 自带降噪、啸叫抑制、数字前处理
- 减少啸叫、增强语音清晰度
✅ 车载、会议、智能语音前端处理
- 本地运行识别模型 + 波束成形
- 节省 MCU 运算资源
WS168 vs HS100B + CM7001N
—— 全新三核智能音频平台 vs 传统双芯组合方案
✨ 核心技术差异，一眼看清
| 对比维度 | WS168（三核AI音频SoC） | HS100B + CM7001N（传统双芯结构） |
|---|---|---|
| 架构平台 | ✅ 全新一代 三核异构架构： RISC-V CPU + uDSP + AI NPU 专为音频/语音/AI优化设计 | ❌ 传统“USB芯片 + 降噪模块”组合， 非统一平台，协同处理效率较低 |
| 处理能力 | ✅ 支持 DNN/CNN/RNN，INT8 >100 GOPS， 可运行本地AIE NC降噪算法 | ❌ CM7001N 为十年前设计的固定功能芯片， 不支持AI运算，算法不可升级 |
| 音频算法 | ✅ 全新一代本地算法引擎： AI ENC / 回声消除 / 啸叫抑制 / DRC / EQ / 混响 等 实时处理、参数可调 | ❌ 固定ENC逻辑，功能固定， 无法根据项目自定义优化 |
| 降噪质量 | ✅ 降噪干净、不断字、不闷音 适配复杂噪声场景，如呼叫中心、直播、会议 | ⚠️ 依靠前端滤波逻辑和简单环境建模， 在高噪环境下可能出现压音、断句 |
| 平台灵活性 | ✅ 提供SDK和HID接口，支持上位机调试与配置 | ❌ 固化功能，客户不可调、不可控 |
| 历史平台差异 | ✅ 2023年平台，全新一代架构 | ❌ CM7001N诞生于2013年前后， 为当时电话耳麦市场设计 |
🧠 为什么“三核协同”是趋势？
| 模块 | 功能角色 | WS168 说明 |
|---|---|---|
| RISC-V CPU | 控制与逻辑管理 | 处理USB协议、控制流、升级与系统调度 |
| uDSP | 音频信号处理 | 实时处理滤波器、混响、DRC、EQ等算法 |
| NPU | 神经网络推理 | 执行ENC降噪、语音增强、智能识别模型 |
→ 三核心并行协同，保障低延迟、高并发、稳定处理，是真正为音频AI打造的专属平台。
📌 实际应用差异总结
| 场景 | WS168 | HS100B + CM7001N |
|---|---|---|
| 复杂背景通话（开会/客服） | 音质清晰、降噪稳定、通话自然 | 降噪有限，高噪环境下有压音风险 |
| 客户调音需求（品牌耳机） | 支持EQ/算法调节， 满足个性化方案定制 | 无调节能力，固定效果 |
| 项目生命周期（升级/维护） | 可升级，可支持新算法 | 固化平台，不支持OTA与优化 |
| 成本控制 | 单芯片集成，外围简洁， 整体成本低于组合方案 | 双芯片成本 + 外挂电路，整体费用偏高 |
✅ 为什么推荐WS168？
- 更强处理能力：三核协同 + NPU AI加速，处理效率远超传统结构
- 更好音质体验：32bit/384kHz + 105dB SNR + 底噪控制
- 更低系统成本：单芯片架构，外围简单，BOM优化空间大
- 更强项目适应性：支持调音、升级、客户定制，助力品牌差异化
结语
CM7001N 曾经是优秀的解决方案，但随着语音交互、AI音效、在线客服等场景复杂度提高，单一模块方案已逐步难以满足当前应用的体验需求。WS168 基于全新架构、现代AI算法和工程集成考量，提供了更适合2023年以后的主流USB语音产品的整体平台。
WS168 vs ALC5516 —— 聚焦 AI 降噪能力与系统成本的双维对比
定位说明
WS168 与 ALC5516 都可支持 AI ENC 降噪功能，但技术实现路径、整体成本结构和集成能力完全不同。在对话务耳机、直播麦克风、智能语音前端等应用场景中，选择正确的架构平台，直接影响体验效果和量产效率。
✅ 技术核心对比（专业简明）
| 项目 | WS168（三核智能音频SoC） | ALC5516（Realtek USB音频Codec） |
|---|---|---|
| 是否支持 AI ENC | ✅ 原生硬件NPU + uDSP 本地运行AI ENC算法（无需主机协作） | ✅ 可通过驱动+固件方式运行AI ENC 依赖主机系统资源 |
| 算法处理方式 | 芯片内部三核异构协同处理， 低延迟、可离线运行 | 算法主要在主控侧驱动或MCU中执行 |
| 采样率 / 精度 | 32bit / 384kHz，支持高保真录音播放 | 24bit / 96kHz，满足语音通信需求 |
| 音频信噪比 | 高达 105dB，底噪极低，音质通透 | 约 90~92dB，音质尚可，但背景噪略高 |
| 音效算法能力 | ✅ EQ / DRC / 混响 / 啸叫抑制 芯片本地实时处理 | 部分功能依赖系统驱动，不开放给客户配置 |
| 配置与可调性 | ✅ 内建Flash，支持 USB/UART 配置/升级 HID工具支持实时调参 | ❌ 固定固件方案，客户无法自定义算法或功能逻辑 |
| 外围设计 | 集成耳放、MICBIAS、降噪模块于一体 设计简单，稳定性高 | 通常需外挂耳放，外围更复杂 |
| 平台成熟度 | 全新AI音频平台，面向未来语音场景 | 成熟平台，稳定性好但扩展性有限 |
| BOM成本 | ✅ 单芯片方案，整体成本更低 | ❌ 实际物料成本接近 WS168 两倍以上 |
📌 场景适配建议
| 使用场景 | 推荐方案 | 原因说明 |
|---|---|---|
| 高音质、低底噪、可定制语音产品 | ✅ WS168 更适合 | 降噪干净，EQ可调，适配灵活，支持产品差异化 |
| 标准USB麦克风、语音采集模块 | 可选 ALC5516 | 稳定性高，但算法封闭，功能固定 |
| 对成本敏感且要用AI ENC降噪 | ✅ 推荐 WS168 | 成本低于ALC5516，性能更强 |
| 客户希望支持远程升级、动态配置音效 | ✅ 仅 WS168 支持 | ALC5516 不开放配置能力 |
🔍 平台层面差异简析
| 维度 | WS168 | ALC5516 |
|---|---|---|
| 平台架构 | RISC-V + DSP + NPU 三核平台 | 单核控制器 + 封装算法 |
| 核心设计年代 | 2023年新一代智能音频平台 | 经典方案，更新节奏较慢 |
| 未来可扩展性 | 强，可运行多类AI语音模型 | 弱，功能由固件固定 |
| 成本控制能力 | ✅ 高度集成，BOM优化潜力大 | ❌ 成本结构较高，优化空间小 |
小结
- 如果你希望打造具有“差异化体验、强降噪表现、可持续优化”的产品线，并对成本敏感，WS168 是当前更优选择；
- 如果你项目已基于Realtek平台开发，系统结构固定，短期只需稳定出货，ALC5516仍是可选方案；
- 但从整体集成能力与后续可拓展能力来看，WS168 更适合用于下一代USB语音通信产品平台搭建。
九、总结
WS168 是一款高度集成的智能音频SoC，集成了 音频Codec、AI处理器、麦克风偏置、耳放、USB接口、存储器与通信接口，几乎不需外围器件，即可构建完整的高性能音频系统。
它适用于从 消费类USB耳机到专业音频设备，从 会议终端到IOT 笔记本 PC 等多种场景，是一颗高品质音质底噪和强大降噪功能的 国产USB音频芯片。
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