2024年11月4日，泰凌微电子音频产品线市场总监黄素玲在“2024国际集成电路展览会暨研讨会”（IIC Shenzhen 2024）同期举办的“‘芯’品发布会”上，发布了两款全新的音频SoC产品——TL751X和TL721X。
泰凌微电子发展历程
在介绍这两款音频产品之前，黄素玲首先对泰凌微电子公司的发展历程做了简单介绍。
泰凌微电子致力于下一代无线连接SoC的研发，以满足客户不断扩大的需求。公司拥有全面的产品组合，广泛应用于BT、BLE、802.15.4、Matter、Thread、Wi-Fi等多协议的产品组合。目前市场上，泰凌微电子的主流产品包括TLSR825X系列、TLSR827X系列、TLSR921X系列、TLSR922X系列、TLSR952X系列等，以满足客户基于不同产品品类和协议的功能需求。泰凌微电子目前在BLE芯片的出货量排名全球第三，2024年出货量已超过20亿片。
泰凌微电子成立于2010年，至今已经经历了14年的历程。在最初的10年，公司主要以数字传输的无线产品为主，涉及Zigbee、2.4GHz无线私有协议和低功耗蓝牙等产品的无线传输领域。2020年，泰凌微电子推出了第一款音频产品——TLSR951X系列。这款产品在2020年推出后，迅速受到众多品牌客户的认可，主要因其多模传输和低延迟特性。因此，泰凌微电子当时的主要方向并不是通用音频市场，而是专注于垂直市场。凭借这些特性，泰凌微电子在不同垂直领域的音频市场取得了显著的成绩。
2021年，泰凌微电子成为Google TV遥控器的唯一指定方案供应商。2022年至2023年，随着TLSR951X系列产品的发布，泰凌微电子获得了许多品牌客户的项目，包括头戴耳机、TWS耳机、三大游戏手柄、对讲机等一系列垂直市场。2023年8月，泰凌微电子成功在上海科创板上市。2024年，泰凌微电子的整体出货量已超过20亿片。
高性能TL751X与低功耗TL721X新品介绍
本次发布会的重点是介绍两款全新的音频SoC产品——TL751X和TL721X。这两款产品主要面向音频市场，最大的区别在于TL751X的性能和硬件堆叠优于TL721X。具体来说，TL751X是多核设计，面向高端客户群体和复杂应用，而TL721X是单核设计，主打低功耗和低延迟。这两款芯片均采用22nm工艺制造，尽管TL751X是多核设计，但其功耗也非常优秀。首先来看TL751X这款高性能、多协议、高集成、无线音频SoC。
- TL751X的主要特性：
- 高性能：
- 支持24bit/768kHz Codec。
- RF灵敏度和发射功率相比前几代音频芯片更为优秀。
- 多协议：
- 支持2.4GHz、BT、LE Audio等多种协议，包括BLE、Bluetooth 5.4及其后续版本，以及Mesh、Thread、802.15.4、Zigbee 3.1、HomeKit、Matter等协议。
- 多模在线：支持双模在线（如2.4GHz + BT或2.4GHz + LE Audio），在硬件、性能和算力更强的情况下，支持三模在线（如BT + LE Audio + 2.4GHz私有协议）。
- 高集成度：
- 多核处理器，内置3个核心（2个RISC-V和1个HiFi 5 DSP），主频可达300MHz。
- 提供丰富的外设接口，包括I2S、I2C、OSPI/QSPI、S/PDIF、EMMC、SDIO等。
- TL751X的优势特性：
- 多协议：
- 支持Bluetooth 5.4及其后续版本，包括Mesh、Thread、802.15.4、Zigbee 3.1、HomeKit、Matter等协议。
- 多模在线：支持双模在线（如2.4GHz + BT或2.4GHz + LE Audio），在硬件、性能和算力更强的情况下，支持三模在线（如BT + LE Audio + 2.4GHz私有协议）。
- 第三方平台支持：支持Open Thread、Zephyr、FreeRTOS、鸿蒙OS、阿里OS等第三方操作系统平台。
- 高性能：
- 支持24bit/768kHz Codec。ADC和DAC的性能提升显著，ADC的SNR可达106dB，THD+N可达80dB；DAC的SNR可达120dB，THD+N可达90dB。
- 支持6路MIC输入和立体声输出，可以配置为6路D MIC或4路A MIC加上2路D MIC。
- 发射功率在GFSK模式下可达13 dBm，在EDR2模式下可达10 dBm。
- RF灵敏度在BLE模式下可达-98dBm，在802.15.4模式下可达-102dBm；在EDR 2Mbps模式下可达-94dBm。
- 高集成度：
- 多核处理器，内置3个核心（2个RISC-V和1个HiFi 5 DSP），主频可达300MHz。
- 丰富的外设接口，包括OSPI/QSPI、 SDIO2.0、 EMMC5.1、 USB 2.0、 I2C*2、 UART*4、 I2S*3、 PWM*6等。
TL721X是国内首颗工作电流低至1mA量级的多协议无线SoC。这款产品主打低功耗与低延迟，尽管是单核设计，但其性能也不逊色，主频可达240MHz。RF性能在Zigbee模式和802.15.4模式上比之前有显著提升，且具备丰富的外设接口。
- TL721X的主要特性：
- 低功耗：
- 3V时，BLE Tx 0dBm模式下的功耗为2.5mA，BLE Rx模式下的功耗为1.8mA。
- 低延迟：
- 通过PEM外设映射矩阵和更快的settle时间优化，实现了超低延迟传输。IO口可以相互映射，减少软件处理时间和速度，直接通过硬件处理。内部测试显示，Tx和Rx的settle时间均为15μs。
- 多协议支持：
- 更好的RF性能；主频可达240MHz；支持BLE、Zigbee、802.15.4等多种协议，具备丰富的外设接口，包括I2C*2、UART*4、I2S*3、PWM*6等。
- TL721X的优势特性：
- 高性能射频：
- RX -103dbm@Zigbee；-105dbm@bluetooth LE S8
- Channel Sounding
- 功耗优化：
- 2.5mA @ BLE Tx 0dBm, 3V
- 1.8mA @ BLE Rx, 3V
- 安全性能IP：
- 在原有硬件安全模块的基础上，新增了多种硬件安全模块，包括低功耗Hash算法引擎和ChaCha20-Poly1305算法引擎等。
- SRAM容量可达512KB，Flash容量可达2MB。
- 丰富的主芯资源：
- Total 512KB SRAM 2MB flash
- 240M
- 2*I2C, 3*UART, 3*I2S
- 高温支持
- 支持高达125℃的工作温度，适用于车规产品和其他高温环境下的应用。
- 外设互通互联和超低延时射频
- AI降噪算法支持：
- 尽管是单核设计，但已经实测并移植了EMC降噪方法，未来将支持更多AI应用。
应用领域与未来展望
TL751X和TL721X不仅在现有应用领域如头戴耳机、TWS耳机、游戏手柄、对讲机等方面表现出色，还将在更多新兴领域发挥重要作用。例如，TL751X能够在保持高质量音质的同时实现低延迟传输，适用于高要求的音频应用场景。而TL721X则以其超低功耗和低延迟特性，成为可穿戴设备、智能家居等领域的理想选择。
- 现有应用领域：
- 头戴耳机：TLSR951X系列和TLSR952X系列的产品已经成功应用于头戴耳机，但在TL751X平台上，音乐的音质不会降低，混音后仍能保持48K 24bit的采样率。同时，延时也得到了显著优化。
- TWS耳机：在TLSR951X和TLSR952X平台上，通用的两发一收单向延时约为12.5ms。在TL751X和TL721X的新平台上，可以实现两发四收、四发一收、两发两收等多种应用，延时在某些应用领域可以达到5ms以内，甚至10ms以内。
- 未来应用领域：
- 多人组网对讲：泰凌微在本次发布会上展示的多人组网对讲Demo，展示了其在无线通信领域的技术创新能力。24人组网的灵活性和稳定性，以及5跳数据传输的低延迟表现，为未来的多人通信应用提供了可靠的技术支持。
- 5人组网：此前，泰凌微电子已经实现了5人组网的双峰对讲，现在进一步扩展到24人组网，支持4人双峰对讲。这种网络结构更加灵活，能够覆盖更多的应用领域。
这里想特别提一句的是，我们发现上图所列应用领域中有一个“另类”，即游戏手柄。在IIC同期举办的“拆解秀&开发板&人才求职交流会”中，我们所拆解的一款产品——北通阿修罗2 Pro+星闪版手柄（详见《拆解：传说中的星闪技术，如何做到低延迟连接的？》）中发现了一颗泰凌微电子的TLSR9511蓝牙双模音频SoC。为什么游戏手柄中会使用蓝牙音频？黄素玲向笔者解释了其中的背景和应用场景。她指出，近年来，包括PS5和Xbox在内的游戏手柄开始支持音频传输。这一变化主要源于以下几个方面：
- 应用场景：
- 许多游戏玩家喜欢通过主机大屏投射游戏，但有时玩到很晚，可能会打扰到家人。通过蓝牙音频传输，可以避免声音外扩，确保游戏音频直接从主机传输到游戏手柄，再通过3.5mm耳机线传送到玩家的耳朵里。
- 技术优势：
- 多模在线：泰凌微电子的新产品TL751X支持三模在线（如2.4GHz + BLE + BT），相比之前的双模在线（如2.4GHz + BLE），具有更明显的优势。这对于游戏手柄的应用尤为重要，因为手柄可能需要同时支持2.4GHz音频传输和BLE数据传输。
- 低延时：音频传输的延时要求较高，低延时特性是泰凌微电子产品的另一大优势。这确保了音频和游戏画面的同步，提升了用户体验。
- 市场应用：
- 目前，国内的北通、八位堂，以及国际品牌如索尼（与Nacon合作的双品牌产品PS5 Pro游戏手柄）和雷蛇等头部游戏手柄制造商，都在使用泰凌微电子的解决方案。这些品牌的选择验证了泰凌微电子产品在多模在线和低延时方面的优越性能。
总结来说，游戏手柄中使用蓝牙音频是为了避免声音外扩，确保游戏体验的私密性和同步性。泰凌微电子的新产品TL751X通过多模在线和低延时特性，满足了这一需求，并得到了多家知名品牌的认可和应用。
技术创新与市场前景
泰凌微电子在音频SoC领域的技术创新不仅体现在产品性能的提升，还在于对市场需求的精准把握。TL751X和TL721X的发布，标志着公司在音频市场的新一轮布局。这两款产品不仅在技术上具有显著优势，还能够满足不同市场和应用领域的需求，进一步巩固了泰凌微电子在全球市场的竞争力。
- 技术优势：
- 高性能：TL751X在多核架构和高性能Codec的支持下，能够提供卓越的音频体验。
- 低功耗：TL721X在单核设计和低功耗技术的优化下，适用于对功耗要求极高的场景。
- 低延迟：通过PEM外设映射矩阵和快速settle时间优化，实现了超低延迟传输。
- 多协议支持：兼容多种无线协议，支持多种应用场景。
- 安全性能：内置多种硬件安全模块，保障数据传输的安全性。
- 市场前景：
- 消费电子市场：TL751X和TL721X在头戴耳机、TWS耳机、游戏手柄等消费电子市场具有广阔的应用前景。
- 智能家居市场：TL721X的低功耗和低延迟特性使其成为智能家居设备的理想选择。
- 工业应用：TL751X的高性能和多协议支持使其在工业通信和物联网领域具有广泛的应用前景。
- 汽车电子：TL721X支持高温环境，适用于车规产品和其他高温环境下的应用。
结语
总之，TL751X和TL721X的发布标志着泰凌微电子在音频SoC领域的又一次重大突破，将进一步推动公司在全球市场的竞争力和发展潜力。这两款产品不仅在技术上具有显著优势，还能够满足不同市场和应用领域的需求，为未来的音频市场带来了新的发展机遇。
