概述
AI降噪已成为音频硬件的核心竞争力。从TWS耳机的主动降噪（ANC）到游戏耳机的环境噪声抑制（ENC），再到视频会议系统的多麦克风降噪，硬件工程师面临的任务不再是选一颗「带降噪功能的音频Codec」，而是根据具体应用场景选择合适的AI音频DSP方案。
本文覆盖 warmseaic.com 上四款具备AI降噪能力的芯片：
| 芯片 | 品牌 | 核心定位 | 典型场景 |
|---|---|---|---|
| XS2001 | 芯声智能 | 超低功耗AI音频DSP/NPU | TWS耳机、可穿戴设备 |
| CM7104 | C-Media | 310MHz游戏音频DSP + ENC | 游戏耳机、专业USB声卡 |
| CM7120 | C-Media | 双核DSP + VAD语音唤醒 | 高端降噪耳机、会议终端 |
| WS126 | 暖海科技 | USB音频+AI降噪（Teams） | 话务耳机、客服耳机 |
一、芯片架构对比
1.1 CPU/DSP内核
XS2001 采用32位RISC-V CPU内核，最高工作频率200MHz，集成SIMD指令扩展的DSP内核，以及神经网络加速单元。RISC-V架构的优势在于功耗效率高、指令集精简，适合对续航敏感的电池供电设备。内置576kB SRAM，无需外挂存储。
CM7104 内置310MHz DSP核心，频率在四款芯片中最高。配合768KB存储空间，可运行C-Media自研的 Xear 音频效果引擎和 Volear ENC HD 降噪算法。高频率DSP适合计算密集型场景，如实时虚拟7.1声道渲染。
CM7120 采用 HiFi-3（300MIPS）+ HiFi Mini（50MIPS）大小核架构，兼顾高性能与低功耗。HiFi系列是C-Media长期打磨的音频DSP内核，在业界有成熟生态。128KB+128KB+192KB共享SRAM布局合理，适合多麦克风协同处理。
WS126 采用 MCU + DSP 双核架构，USB控制器与音频编解码器原生集成。这种架构的优势是「即插即用」——USB音频类免驱，量产成本低，适合功能明确的话务耳机场景。
1.2 音频参数对比
| 参数 | XS2001 | CM7104 | CM7120 | WS126 |
|---|---|---|---|---|
| ADC精度/通道 | 4路12位 | 2路24位 | 多路（I2S/TDM） | 单路（MIC in） |
| DAC | 通过TDM/I2S输出 | 2路24位 | 多路I2S/TDM | 立体声输出 |
| 采样率 | 8kHz–192kHz | 最高192kHz | 8kHz–192kHz | 未明确 |
| 信噪比 | — | 100–110dB | 114dBA（耳机） | SNR 93dB（ADC） |
| THD+N | — | — | — | -78dB（ADC） |
从ADC精度看，CM7104和CM7120是24位分辨率，适合高保真音频；XS2001的12位ADC面向超低功耗应用，在TWS耳机的空间内未必需要高采样率，但功耗优势显著。
二、功耗是关键分水岭
功耗是选型首要考虑因素，直接决定芯片适用的终端形态。
XS2001 功耗最低：单路ADC典型功耗约60μA（PGA增益-6dB至30dB档位），DSP核在200MHz满载时约1mA@5MHz等效门控。这意味着在TWS耳机单侧耳塞内，XS2001可以持续运行AI降噪算法而不显著影响续航。采用 WLCSP-25 封装（2.188mm × 2.188mm），更是为空间受限的可穿戴设备量身打造。
WS126 由USB总线供电或通过跳线选择自供电，适合USB总线可提供足够电流的有线耳机场景。话务耳机的使用时长通常以「8小时工作日」计量，USB供电方案规避了电池容量限制，但限制了移动性。
CM7104 和 CM7120 均无公开明确的工作功耗数据。从封装形式（LQFP，无小型化封装）判断，这两款芯片更适合桌面设备：游戏耳机通过USB取电，专业USB声卡由主机供电，会议终端设备由外部电源适配器供电。功耗敏感的手持设备不是这两款芯片的目标市场。
三、典型应用场景选型
3.1 TWS耳机与可穿戴设备 — 选XS2001
TWS耳机的核心约束是：电池容量小（30–50mAh）、空间极紧凑、续航要求高（单次4小时以上）。
XS2001是四款芯片中唯一采用WLCSP小型化封装的方案。576kB内置SRAM无需外挂Flash，降低PCB面积和成本。4路12位ADC足以支持双麦克风ENC方案，配合RISC-V DSP的神经网络加速单元，可运行小型AI降噪模型。
选型要点：
- 功耗优先，选XS2001
- 需要外挂DSP做ANC前馈/反馈处理时，XS2001可作为专用AI降噪协处理器
- 若需要24位高保真ADC（如发烧级TWS），需另选方案
3.2 游戏耳机 — 选CM7104
游戏耳机的核心需求是：低延迟（<20ms）、虚拟7.1环绕声、ENC通话降噪、Xear音效扩展。
CM7104的310MHz DSP核心为实时音频效果预留了充裕算力。Xear音效引擎支持空间音频（Spatial Audio）、动态低音增强、虚拟环绕声等游戏常用效果。Volear ENC HD降噪技术针对人声频段优化，在游戏开黑时过滤机械键盘、空调等持续噪声。
CM7104配合外部立体声Codec可实现24位/192kHz高清采样，满足游戏玩家对Hi-Fi的追求。USB 2.0接口确保与PC、PlayStation、Xbox的兼容性。
选型要点：
- 游戏耳机（有线USB或无线）核心芯片
- 需要同时兼顾音乐欣赏时，建议搭配高质量外置DAC
- CM7104需要较多外围电路（时钟晶振、Flash等），适合有一定研发能力的团队
3.3 高端降噪耳机与会议系统 — 选CM7120
高端ANC耳机和视频会议终端需要处理多麦克风阵列（4麦、6麦甚至8麦），支持宽频ANC、语音唤醒（VAD）、回声消除（AEC）。
CM7120的5路I2S/PCM/TDM + 8路数字麦克风接口是四款芯片中扩展性最强的，适合多麦克风板级设计。HiFi-3（300MIPS）+ HiFi Mini（50MIPS）双核分工明确：HiFi-3处理ANC/音效算法，HiFi Mini负责VAD始终监听（功耗极低）。
ASRC（异步采样率转换）确保与不同采样率的主机设备对接时不产生时钟抖动。114dBA耳机输出信噪比确保会议通话的语音清晰度。
选型要点：
- 4麦以上的ANC耳机、会议Soundbar、电话会议终端首选
- 需要VAD语音唤醒功能时，CM7120的低功耗HiFi Mini核提供持续监听能力
- 桌面麦克风阵列、语音记录设备也适合
3.4 话务耳机与客服耳机 — 选WS126
话务耳机（B2B Call Center Headset）的核心要求是：单麦克风通话降噪、USB免驱（Teams/Zoom兼容）、佩戴舒适、价格敏感。
WS126专为这一场景设计：单MIC输入 + 立体声耳机输出，MCU+DSP双核架构支持AI降噪算法在本地运行，原生支持Microsoft Teams协议可大幅缩短认证周期。QFN-32（4mm × 4mm）封装和USB 2.0免驱设计使二次开发和量产变得简单。
选型要点：
- 客服、远程办公话务耳机的不二选择
- 有Teams认证需求时优先确认WS126当前协议支持状态
- 若需要连接电脑同时充电和音频，考虑搭配USB-C PD芯片
四、硬件设计注意事项
4.1 电源设计
XS2001的VDDIO范围1.6V–3.6V（典型1.8V/3.3V），内置LDO，简化电源树设计。但要注意ADC的模拟电源与数字电源隔离，建议在PCB布局时用铁芯滤波器或分立电感分开。
CM7104和CM7120通常需要外部Flash存储固件和音效参数，Flash的供电稳定性直接影响系统启动可靠性。
WS126的USB供电方案需注意USB接口的ESD保护，建议增加TVS二极管阵列。
4.2 麦克风电路
XS2001内置4路12位低功耗ADC，单路功耗约60μA，非常适合双麦克风ENC方案。麦克风偏置电路的设计直接影响录音质量，建议使用低噪声LDO为麦克风提供稳定偏置电压。
WS126的内置麦克风放大器和偏置电路已经过优化，外围电路较少，适合快速出货的产品。
4.3 时钟设计
CM7104需要外部晶振提供参考时钟，晶振的精度直接影响采样率和THD指标。建议选用±20ppm以内的晶振，并注意晶振的PCB布局远离高速开关信号。
XS2001和WS126的时钟设计相对简单，部分场景可使用内部振荡器（精度略低，但对USB音频影响有限）。
五、总结
| 选型维度 | 推荐芯片 |
|---|---|
| TWS耳机/可穿戴（功耗敏感） | XS2001 |
| 游戏耳机（低延迟+Xear音效） | CM7104 |
| 高端ANC耳机/会议系统（多麦克风+VAD） | CM7120 |
| 话务耳机/客服耳机（Teams+免驱） | WS126 |
实际项目中，芯片选型还需综合考虑供应链成熟度、技术支持力度、认证周期和批量成本。建议在原型阶段用模块化方式验证音频指标，确认降噪效果和延迟满足目标后再锁定器件。
注：本文规格数据来源于各芯片原厂数据手册，部分未注明功耗参数的芯片建议直接联系原厂或授权代理商确认。