耳机是最为人熟知的蓝牙®产品之一。无论是用手机听音乐，还是通过笔记本电脑参加通话，用户都期望耳机能够顺利连接并正常工作。要在延续这种熟悉体验的同时引入新的音频功能，耳机设计就必须兼容不同代际的设备。
经典蓝牙音频长期以来一直为音乐播放和语音通话提供无线连接。新一代蓝牙标准 LE Audio 基于 Bluetooth® Low Energy（BLE）传输音频，可实现更高效的传输并支持全新的聆听功能，但耳机和音源设备必须同时提供相应支持。通过兼容经典蓝牙音频与 LE Audio，制造商既可引入这些新特性，又能保持与仍依赖经典蓝牙音频的设备之间的兼容性。
对工程师而言，挑战在于如何在有限的电池容量和空间内实现这种灵活性。头戴式耳机、入耳式耳机、助听器及其他紧凑型音频设备必须在兼容性、功耗与功能之间取得平衡，因此，芯片与音频软件的选择是设计初期的一项关键决策。
了解经典蓝牙音频与 LE Audio
经典蓝牙音频与 LE Audio 采用不同的无线技术和音频规范。经典蓝牙音频运行于经典蓝牙（又称 BR/EDR）之上，其成熟的配置文件包括用于音乐播放的高级音频分发配置文件（A2DP），以及用于通话的免提配置文件（HFP）。
LE Audio 运行于 Bluetooth® Low Energy（BLE）之上。BLE 长期以来一直用于传感器数据传输和设备控制等功能；LE Audio 则在此基础上引入了标准化音频架构。支持 BLE 的设备并不意味着必然支持 LE Audio。
双模蓝牙也存在同样的区别：该术语仅表示同时支持经典蓝牙与 BLE。要同时实现经典蓝牙音频和 LE Audio，还必须具备相应的音频配置文件、编解码器与软件。因此，射频能力只是评估音频设计的起点。
LE Audio 带来的新特性
LE Audio 引入了低复杂度通信编解码器（LC3），可在较低比特率下提供高质量音频，为设计人员在音质、功耗与电池容量之间进行权衡提供更大灵活性。最终产品能否获得续航优势，取决于包括计算处理、射频活动及其他功能在内的整体实现。
LE Audio 还支持多路同步音频流，并为 Auracast™ 广播音频奠定了基础。Auracast 可使单个音源向多个兼容接收器传送音频，为共享聆听和辅助听力应用创造新的可能。这些能力让制造商能够在基础无线播放之外打造差异化产品。
经典蓝牙音频为何仍不可或缺
新的音频能力并不会取代用户现有的手机、笔记本电脑、电视及其他音源设备。当音源依赖经典蓝牙音频时，耳机必须支持兼容的经典蓝牙音频技术，才能接收其音乐或通话音频。
制造商通常先明确产品需要支持的设备、操作系统与音频功能，再对具有代表性的组合进行测试。同时支持经典蓝牙音频与 LE Audio 的产品既能兼容成熟的连接方式，也能在所连接设备提供支持时启用 LE Audio 功能。
这种灵活性带来了商业上的好处：制造商无需让每位客户先升级其余设备，即可推出全新的聆听体验。兼容性由此成为产品吸引力的重要组成部分，也扩大了其能够服务的客户群体。
四大市场的音频业务机遇
平衡音频兼容性与能效的需求广泛存在于四个市场：个人消费电子、医疗设备、工业边缘设备，以及智能家居与楼宇设备。在各个市场中，同时支持经典蓝牙音频与 LE Audio 的价值取决于目标聆听体验，以及产品必须连接的设备类型。
个人消费类设备
耳机、入耳式耳机和支持音频功能的可穿戴设备，使得兼容性问题成为日常使用中的关注焦点。用户可能会用手机听音乐、用电脑接听电话，还可能连接电视使用。若能在这些使用场景中支持所需的音频技术，将有助于制造商提供更一致的用户体验。
对于智能眼镜和具备音频功能的智能手表等产品，无线音频功能还必须与显示屏、传感器和本地处理功能共用一块有限容量的电池。因此，在评估连接方案时，必须综合考量这些赋予产品实用价值的各项功能。
医疗器械
对于助听器和辅助听力设备而言，能效尤为重要，因为电池空间有限。LE Audio 为助听器提供了标准化支持，而 Auracast 则支持接收来自兼容电视机或配备该技术的公共场所的广播信号。
当产品必须连接到需要经典蓝牙音频支持的音源时，该功能也可能非常有用。具体采用哪种组合，取决于目标用户和音源设备；并非所有助听器都采用相同的连接架构。
工业边缘设备
对于具备音频功能的 工业边缘设备，潜在的应用场景包括通信耳机和支持语音功能的可穿戴终端。在设计中，可能需要连接使用经典音频（Classic Audio）的现有设备，同时为兼容系统添加 LE Audio 功能。团队应在决定支持哪些技术之前，先确定所需的源设备和音频角色。
在这些环境中，工程师还需要评估语音清晰度、端到端延迟、无线通信可靠性以及整个工作班次的运行时间。当本地AI支持语音命令等功能时，音频处理和无线音频必须在同一系统功耗预算范围内。当特定的连接要求确实有必要时，同时支持这两种音频技术是有益的。
智能家居与建筑设备
支持音频功能的智能家居和建筑设备可让电视、家庭音响系统以及配备相关设备的公共区域实现共享收听。例如，一款兼容的 Auracast 发射器可将电视的音频传输至多副兼容的耳机或助听器。每位收听者都需要具备相应的接收能力，且能否接收可能取决于广播的设置。
如果产品还需向仅支持经典蓝牙音频的耳机发送音频，设计人员就必须评估对两种音频技术的支持，以及各自所需的软件。该音频需求不同于通过 BLE 进行设备控制，也不同于用于照明和传感器的蓝牙 Mesh 网络。究竟采用经典蓝牙音频、LE Audio，还是同时采用两者，应由具体应用决定。
芯片和软件为何如此重要
支持更多的音频功能可能会增加对内存、处理能力、固件和测试的要求。对于紧凑型电池供电产品而言，在确定电路板布局和功耗预算之前，必须先考虑这些要求。
集成经典蓝牙与 BLE 的片上系统（SoC）可减少对独立射频器件的需求，并简化电路板设计。这种集成既能节省空间、降低硬件复杂度，软件栈则决定最终产品能够实现哪些音频功能。
对于同时执行本地AI任务（如语音唤醒或声音分类）的设备而言，音频处理和无线通信需共享整体能耗预算。开发团队应在具有代表性的工作负载下测量功耗，包括播放、通话、待机以及任何并发推理任务。高效的处理器有助于节省能耗，从而为额外功能或延长单次充电后的运行时间提供支持。
Ambiq 面向互联音频设计的解决方案
Ambiq 的 Apollo510D Lite 与 Apollo330M Plus 集成经典蓝牙和 Bluetooth® Low Energy 5.4，并搭载采用 Helium™ 技术的 Arm® Cortex®-M55 处理器。两款器件均集成网络协处理器，并基于 Ambiq 亚阈值功耗优化技术（SPOT®）平台打造，可实现超低功耗运行。
该组合为产品团队提供了一个集成平台，用于评估需要无线连接和本地处理的设计。在选择时，应考虑应用所需的具体音频配置文件、编解码器、源设备或接收器角色以及软件支持，同时还要考虑内存、接口和系统功耗。
对于Ambiq而言，这些需求为个人消费类设备、医疗设备、工业边缘设备以及智能家居和智能建筑设备中的音频功能产品创造了机遇。其价值在于帮助制造商在合理的功耗和空间限制内集成实用功能。
尽早规划兼容性
首先考虑聆听体验以及产品必须配合使用的设备。在选择平台之前，请明确以下几点：
- 该产品将支持的源设备和操作系统。
- 所需的经典蓝牙音频与 LE Audio 功能，包括通话、音频播放或广播接收。
- 这些功能可用的配置文件、编解码器和软件。
- 在实际运行条件下的功耗、内存和延迟要求。
- 成品的互操作性测试和认证要求。
尽早做出这些选择，有助于团队开发出既能与现有设备兼容，又能在出现兼容音源时提供新音频功能的产品。
了解 Apollo510 Lite 系列和 Apollo330 Plus 系列的规格及开发资源，并与 Ambiq 探讨您的音频需求，以确定适合您设计的最佳起点。
常见问题解答（FAQ）
什么是双模蓝牙？
双模蓝牙是指单个设备同时支持经典蓝牙（BR/EDR）和低功耗蓝牙（BLE）。 经典蓝牙用于连续音频流传输和免提通话，而BLE则负责处理低功耗、始终在线的任务，例如传感器数据报告、固件更新以及LE Audio等新型音频功能。双模设备可以根据具体任务选择合适的协议，并连接更广泛的硬件设备。
既然 BLE 是更新技术，为什么设备仍然需要经典蓝牙呢？
十多年来，经典蓝牙技术一直应用于消费类、医疗、工业及建筑产品中，其中大部分硬件至今仍在日常使用中。汽车、打印机、医院设备以及许多耳机和音箱都依赖于经典蓝牙配置文件，例如用于播放音乐的A2DP和用于通话的HFP，而这些设备的更新周期长达数年。 仅支持 BLE 的设备无法连接到这些已安装的设备，因此任何需要与现有配件配合使用的产品，都必须在支持 BLE 的同时支持经典蓝牙。
一颗芯片能否同时支持经典蓝牙和低功耗蓝牙？
可以。Ambiq 的 Apollo510D Lite 与 Apollo330M Plus 均可在单颗 SoC 上支持 BLE 5.4 和经典蓝牙，包括 A2DP 与 HFP 音频。专用 Cortex-M4F 射频子系统负责运行无线协议栈，因此产品团队无需增加第二颗射频芯片、额外电源轨或更多电路板空间，即可同时支持两种协议。
什么是Auracast？它对助听器为何如此重要？
Auracast 是一项基于低功耗蓝牙音频（Bluetooth LE Audio）并采用 LC3 编解码器的广播音频功能。它使机场、剧院或演讲厅中的发射器能够将音频流传输给附近的任何兼容接收器，而无需进行一对一的配对操作。对于助听器制造商而言，这使得 Auracast 支持功能成为下一代设备中越来越重要的特性。 尽管该技术在公共场所的应用仍处于初期阶段，但 Apollo510 Lite 和 Apollo330 Plus 系列均在其 BLE 功能集之中支持 Auracast。
Apollo330M Plus 是否支持 Thread 和 Matter？
Apollo330M Plus 设计上支持 IEEE 802.15.4、Thread 和 Matter 协议，Ambiq 表示计划通过未来的OTA升级提供这些支持。这使其非常适合需要网状网络功能，同时支持双模蓝牙音频和配对功能的智能家居及智能建筑产品。 Apollo510 Lite 系列不支持IEEE 802.15.4 协议。
产品团队应该在何时规划双模蓝牙功能？
尽早，最好是在电路板布局和功耗预算确定之前。一款最初仅支持 BLE 的产品，往往在两三年后需要支持经典蓝牙（Classic），因为届时合作伙伴、零售渠道或特定客户群体可能提出这一需求。 从一开始就围绕双模SoC进行设计，其成本远低于对原本未设计用于搭载第二套无线电模块的电路板进行改造——即使第一版产品上市时仅启用BLE功能也是如此。
对于通过蓝牙连接的边缘AI设备来说，哪款MCU最合适？
最佳选择应能高效运行机器学习推理，支持产品所需的蓝牙协议，并符合电池供电的功耗预算。 实际上，这越来越指向SoC，而非独立MCU与单独射频芯片的组合，因为将射频、AI运算和安全功能集成在同一芯片上，可以避免增加第二个组件、第二条电源轨，以及第二轮固件开发和认证工作。
Ambiq正是通过这种集成化方法打造了其Apollo系列产品。Apollo510D Lite和Apollo330M Plus均将Arm® Cortex®-M55处理器与Helium™技术、专用的Cortex-M4F无线电子系统、 Bluetooth® Low Energy 5.4 和经典蓝牙，以及 secureSPOT® 3.0 安全技术，集成于基于 Ambiq SPOT® 平台开发的单一 SoC 中。由于无线电模块运行在独立的协处理器上，蓝牙通信、传感和推理可同时进行，无需争夺资源。 与基于 Cortex-M4 和 Cortex-M33 的竞争方案相比，Ambiq 表示 Apollo330 Plus 和 Apollo510 Lite 系列在性能上提升了 16 倍以上，AI 能效最高可提高 30 倍。
哪些是适用于边缘AI的最佳低功耗蓝牙SoC？
优秀的 低功耗蓝牙SoC 应将低功耗射频与足以在本地执行推理的片上算力相结合，使设备无需唤醒手机或访问云端即可根据传感器数据作出响应。Ambiq 在 Apollo510 Lite 与 Apollo330 Plus 系列中提供四款选择，均采用具备 Helium 技术的 Cortex-M55 处理器。
所有支持蓝牙的型号均可提供最高 +13 dBm 的发射功率，并在 125 kbps 下实现低至 -104 dBm 的接收灵敏度。仅开发 BLE 产品的团队可选择“B”型号；还需兼容仅支持经典蓝牙配件的团队，则可选择“D”或“M”型号，而无需增加第二颗射频芯片。
