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WS168 USB音频芯片 - AI单麦克降噪/ENC环境降噪，适用于话务耳机与游戏耳机

WS168是一款面向智能音频应用的高性能USB音频处理芯片，采用多核异构架构，集成了RISC-V CPU、微型DSP（uDSP）以及神经网络处理单元（NPU）。该芯片专为智能语音通信、实时音效处理和AI降噪设计，支持本地运行AI ENC环境降噪算法，适用于USB游戏耳机、话务耳机、智能麦克风、直播声卡等设备。芯片集成了高性能ADC/DAC、耳机放大器、USB 2.0接口及多种外设，采用QFN40封装，支持3.0V至5.5V宽电压供电。

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技术参数

WS168 USB音频芯片 - AI单麦克降噪/ENC环境降噪，适用于话务耳机与游戏耳机 Technical Specifications - Column 1
参数名称参数值
ADC动态范围105 dB， THD+N < -90 dB， 2路模拟麦克风输入， 支持4路PDM数字麦克风
DAC动态范围105 dB， THD+N < -90 dB， 内置耳机放大器（驱动32Ω负载， 25mW）
内存内部SRAM 512KB， 内置Flash 1MB， 支持外扩QSPI Flash (至16MB) 和 PSRAM (至8MB)
接口USB 2.0 (全速/高速， UAC 1.0/2.0)， 8路GPIO (支持I²C/PWM)， 10位SAR ADC
工作温度-40°C 至 +85°C
WS168 USB音频芯片 - AI单麦克降噪/ENC环境降噪，适用于话务耳机与游戏耳机 Technical Specifications - Column 2
参数名称参数值
CPU32位 RISC-V Andes D25F， 最高400 MHz， 支持FPU/DSP指令
供电3.0V ~ 5.5V (兼容USB和锂电池供电)
封装QFN40 (5x5mm, 0.5mm间距)
采样率最高32bit / 384kHz
工作频率CPU最高400 MHz

WS168 USB音频处理芯片

一、芯片概述

WS168是一款面向智能音频应用的高性能USB音频处理芯片，采用多核异构架构，集成了RISC-V CPU、微型DSP（uDSP）以及神经网络处理单元（NPU）。该芯片专为智能语音通信、实时音效处理和AI降噪设计，支持本地运行AI ENC环境降噪算法。

芯片适用于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。 ws168-1.png

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 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

2. 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、系统架构

  • 采用CPU + uDSP + NPU三核协同架构
  • 支持模拟音频输入 → 数字处理（滤波/降噪/EQ）→ 模拟输出或USB输出的完整通路
  • 内置高速数据搬运引擎，保障低延迟音频传输

七、设计支持

  • 引脚布局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

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八、典型应用

  • USB话务耳机：内建回声消除与降噪算法，支持高分辨率音质与即插即用。
  • 智能降噪麦克风：支持2麦阵列，适用于会议、直播、录音等场景。
  • 直播声卡/音频接口：支持低延迟多通道混音，内建DSP效果。
  • 无线麦克风/便携扩音器：自带降噪、啸叫抑制等数字前处理功能。
  • 车载、会议、智能语音前端处理：支持本地运行识别模型与波束成形。

九、方案对比

WS168 与 HS100B+CM7001N 对比

WS168采用单芯片三核异构架构（RISC-V CPU + uDSP + NPU），支持本地AI ENC降噪算法，算法可升级，并提供SDK支持客户调音。HS100B+CM7001N为传统双芯片组合，CM7001N为固定功能降噪芯片，不支持AI运算与算法升级。

在复杂背景通话场景下，WS168的降噪效果更稳定。在项目灵活性与后期维护方面，WS168支持OTA升级与算法优化，而传统方案功能固定。

WS168 与 ALC5516 对比

两者均支持AI ENC降噪，但实现路径不同。WS168通过芯片内部NPU本地运行算法，不依赖主机资源，支持32bit/384kHz采样，音频信噪比达105dB。ALC5516的算法主要依赖主机系统驱动执行，采样率通常为24bit/96kHz，信噪比约90-92dB。

在配置灵活性上，WS168内建Flash，支持通过USB/UART进行配置和升级；ALC5516通常为固定固件方案。在系统成本上，WS168为高度集成的单芯片方案，外围设计更简洁。

十、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接口及存储器。芯片适用于从消费类USB耳机到专业音频设备的多种场景。