基于Airoha AB1571的LE AUDIO耳机方案

2020年1月，蓝牙技术联盟发布了新一代蓝牙音频技术标准——LE Audio（低功耗音频）。它的诞生带来了四项关键的全新特性：低复杂性通信编解码器（LC3）、多重串流音频、助听器功能扩展以及广播音频功能。中国蓝牙耳机市场是目前消费电子行业中发展最迅速也是最成型的领域，同时这一市场也具备着长期持续发展的潜力。海内外各大专业数据公司也均预测表明：在未来五至十年内，蓝牙耳机市场将持续保持高速发展。

• AuracastTM广播音频分享功能是蓝牙LE Audio规格认证中最重要的技术，是符合业界标准的一对多单向音频播放功能，将极大程度改变现有专用耳机的音频服务模式。因其大幅提升产品便捷性与使用体验、降低服务提供方成本的特点，将适用于更多更新的应用服务与场景，例如：博物馆观展不需要再提供专用耳机的租赁服务，观众只需要配戴符合这项标准的一般蓝牙耳机就可以主动接收相应区域的音频服务。其他如多人聚集的场合、球赛、演唱会、甚至企业活动等，也可以利用此功能提供更多定制化创新服务，将会大幅改变消费者体验与企业服务模式。

• 除支持广播音频，蓝牙 LE Audio还具备音质提升与低延迟两大优势。过去真无线蓝牙耳机（TWS）设计上容易受限于尺寸、重量与电池容量等因素，在硬件与音质上难以取得平衡，据蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）指出，LE Audio所提供的LC3编码，能以低于传统SBC一半的位元率传输音频，并且不需要降低音质体验，此外，LE Audio将延迟问题大幅降低70%。因此，在可见的未来，LC3将提供高品质又省电的蓝牙音频编码标准。

        本方案基于AIROHA LE AUDIO技术，通过AB1571D实现LE Audio Unicast和Broadcast的连接方式，完成LE Audio的功能实现及测试。
        Unicast：LE音频dongle作为基本音频配置文件(BAP)的单播客户端，扫描来自单播服务器的广告并启动与单播服务器的连接。
        Broadcast：通过LE dongle传输来自usb/linein的广播音频流。

方案流程：

        1.硬件连接：方案硬件使用3块AIROHA EVK实现，AB1571D为Dongle端，需使用USB进行供电连接并配置好对应跳线，以便电脑端正常识别；使用AB1571AM+AB1565AM作为headset端，用于接收dongle端的leaudio信号，headset端可选择usb/DC5V/BATTERY/USB转UART等方式进行连接，本方案两块板分别使用usb和DC5v进行供电，注意按相应方式调整好对应跳线位置。

        2.软件配置：
        LE Audio体系结构如下图所示：
 
                                                                         图片来源：AIROHA原厂资料

      官方SDK内有对应的LE Audio例程，可通过mapping_proj.cfg内的配置选择对应编译指令。对于Unicast方式，需要在对应的.mk文件内配置如下参数：AIR_LE_AUDIO_ENABLE=y，AIR_LE_AUDIO_DONGLE_ENABLE=y,AIR_LE_AUDIO_MULTI_DEVICE_ENABLE=y;而对于broadcast方式，除上述选项外还需配置AIR_LE_AUDIO_BIS_ENABLE=y.

        完成相关软件配置及编译后，将生成的dongle端和headset端firmware分别烧录对应EVK中。
        
        3.Unicast连接及测试

        Airoha LE音频加密狗在USB恢复时打开BT, USB挂起时关闭BT。例如，如果通过USB将加密狗插入笔记本电脑，BT首先会打开，一段时间后，如果笔记本进入睡眠模式，BT会关闭。当一个新的连接被允许时，LE音频加密狗扫描LE音频耳机或LE音频耳塞的广播。连接前请通过config tool配置dongle端和headset端相同的SIRK以保证自动连接。

也可使用Airoha_Windows_UT_APP来进行搜索连接。按软件UI配置，耳机端双击进入配对状态，通过上述操作后会自动与dongle进行连接，成功连接后，可以看到此时的le audio stream模式为CIS模式：

此时在电脑端播放音乐后，LE Audio通过cis模式传输音频到耳机端，测试可以通过耳机正常听到音乐，此模式下无法实现多个headset端的连接。

        4.Broadcast连接及测试。

        LE音频DONGLE支持LE音频单播模式和LE音频广播模式，但是一次只能运行一种模式。BIS理论上可支持无限数量的音频接收端。实现BIS连接方式，首先需要切换Dongle工作模式。通过如下AT指令来实现模式转换：

完成模式转换后，按照软件配置，在耳机端分别执行三击操作后，可以发现测试的两只headset都已经成功连接到dongle端。播放音乐后，可在任意的headset上成功听到音乐声。

再查看LE Audio dongle stream mode界面，可以看到此时的连接方式为BIS.

        LE Audio规格是蓝牙音频行业十年来最重要的里程碑，达发科技凭借数百人研发团队累积近十年的技术底蕴，成为全球第一波通过认证的行业领跑者，并同步支持众多客户加速终端产品迭代升级，全新的蓝牙低功耗技术将让消费者与企业快速享受其带来的便利性与创新服务。达发科技推出的AUDIO系列芯片，均支持LE Audio功能的实现，不仅为全球无线音频市场带来全新体验与变革，更提供最佳效能、超低功耗及资源丰富的软件开发套件（Software Development Kit，SDK），整合了不同蓝牙应用市场所需的全面功能，进一步简化各类终端之间蓝牙连接的研发设计，帮助客户加速终端产品上市进程，并创造崭新流畅的使用者体验。

►场景应用图

SIG

►展示板照片

►方案方块图

Airoha-Airoha_IoT_SDK_LE_Audio_developers_guide

►核心技术优势

1.高质量的音频LC3编解码器支持高清音频在低数据率(50%的SBC) 2.更低的延迟:A2DP延迟减少70%，与经典BT3相同的稳定性。 3.清晰通话质量:2倍采样率(32kHz vs. 16kHz) 4.新用例:BIS:公共广播、家庭影院等。所有智能手机/耳机/电视/物联网设备的音频共享。

►方案规格

1.主处理器最大速率208MHZ，DSP处理器最大速率达416Mhz. 2.完全符合蓝牙5.3规范。 3.具有高线性度和高阶通道滤波器的低中频结构。 4.完全集成的PA提供10dBm的发射功率。 5.-96dBm的灵敏度，抗干扰性好。 6.基带支持双模式和等时信道。 7.最多可同时激活4条ACL链路。