耳機是最為人熟知的藍牙®產品之一。無論是透過手機聆聽音樂，還是透過筆電參加通話，使用者都期望耳機能順利連線並正常運作。若要在提供這般熟悉使用體驗的同時，引入新的音訊功能，就必須設計出能與不同世代裝置相容的耳機。
藍牙經典音訊（Bluetooth Classic Audio）長期以來一直為音樂和通話提供無線連接。 較新的藍牙 LE Audio 則透過藍牙低功耗（LE）傳輸音訊，不僅能實現更高效的傳輸，還具備嶄新的聆聽功能——但這需要耳機與音源裝置雙方皆支援此技術。透過同時支援經典音訊與 LE Audio，製造商既能提供這些先進功能，又能維持與仍依賴經典音訊的裝置之間的相容性。
對工程師而言，挑戰在於如何在嚴苛的電池容量與空間限制下實現這種靈活性。耳機、入耳式耳機、助聽器及其他小型音訊裝置，必須在相容性、功耗與功能之間取得平衡——因此，晶片與音訊軟體的選擇，成為設計初期的一項重要決策。
了解經典音訊與 LE Audio
藍牙經典音訊（Bluetooth Classic Audio）與低功耗音訊（LE Audio）採用不同的無線電技術和音訊規格。經典音訊透過藍牙經典（Bluetooth Classic，亦稱 BR/EDR）運作。其既定的配置檔包括用於播放音樂的「進階音訊分發配置檔」（A2DP）以及用於通話的「免持配置檔」（HFP）。
LE Audio 透過藍牙低功耗（BLE）運作。BLE 長期以來一直支援感測器資料傳輸和裝置控制等功能；LE Audio 則新增了一套標準化的音訊架構。支援 BLE 的裝置並不一定自動支援 LE Audio。
此區分同樣適用於雙模式藍牙。此術語表示同時支援經典藍牙（Bluetooth Classic）與低功耗藍牙（BLE）。若要同時提供經典音訊（Classic Audio）與低功耗音訊（LE Audio），還需具備相應的音訊配置檔、編解碼器及軟體。無線通訊支援是評估音訊設計的起點。
LE Audio 帶來了什麼
LE Audio 推出「低複雜度通訊編解碼器」（LC3），該技術能在低位元率下提供高音質。這為設計人員提供了更大的靈活性，使其能平衡音質、功耗與電池容量。成品的電池續航力效益取決於完整的實現方案，包括處理、無線電活動及其他功能。
LE Audio 亦支援多路同步音訊串流，並為 Auracast™ 廣播音訊奠定基礎。Auracast 允許訊源將音訊傳送至多個相容的接收器，從而創造共享聆聽與輔助音訊的應用機會。這些功能為製造商提供了超越基本無線播放的新途徑，使其能藉此區隔產品。
為何經典音響至今仍具重要性
新的音訊功能並不會取代客戶現已使用的手機、筆記型電腦、電視及其他音源裝置。當某個音源裝置採用「經典音訊」時，耳機必須具備相容的「經典音訊」支援功能，才能接收其傳輸的音樂或通話。
製造商透過明確定義產品將支援的裝置、作業系統及音訊功能，並針對具代表性的組合進行測試，來解決此問題。一款同時支援 Classic Audio 與 LE Audio 的產品，既能維持現有的連線功能，當連接的設備支援 LE Audio 時，也能提供相關功能。
這種靈活性帶來了商業上的好處：製造商無需讓每位客戶先升級其餘設備，即可推出嶄新的聆聽體驗。相容性因此成為產品吸引力的組成部分，也擴大了其能服務的客戶群。
橫跨四大市場的音訊商機
在平衡音訊相容性與電源效率的需求方面，涵蓋了四大市場：個人消費性裝置、醫療裝置、工業邊緣裝置，以及智慧家庭與建築裝置。在每個市場中，支援 Classic Audio 與 LE Audio 的價值，取決於聆聽體驗以及產品必須連接的設備。
個人消費型裝置
耳機、入耳式耳機以及具備音訊功能的可穿戴裝置，讓相容性問題成為日常使用中的考量。消費者可能在手機上聽音樂、在電腦上接聽電話，並連接電視使用。支援這些使用情境所需的音訊技術，有助於製造商提供更一致的使用體驗。
對於智慧眼鏡和具備音訊功能的智慧手錶等產品而言，無線音訊功能也必須與顯示螢幕、感測器及本地處理功能共享一顆小容量電池。因此，在評估連線方案時，必須將其與賦予產品實用性的其他功能一併考量。
醫療器材
由於助聽器與輔助聆聽裝置的電池空間有限，因此電源效率顯得格外重要。LE Audio 為助聽器提供標準化的支援，而 Auracast 則能接收來自相容電視機或配備該技術之公共場所的廣播訊號。
當產品必須連接至需要「經典音訊」支援的訊源時，此項功能亦可能相當實用。合適的組合取決於目標使用者及訊源裝置；並非所有助聽器都採用相同的連線架構。
工業級邊緣裝置
對於具備音訊功能的工業級邊緣裝置，潛在應用包括通訊耳機及支援語音功能的穿戴式終端裝置。設計時可能需要連接至使用 Classic Audio 的現有設備，同時為相容系統新增 LE Audio 功能。團隊應在決定支援哪些技術之前，先釐清所需的來源裝置及音訊角色。
在這些環境中，工程師還需評估語音清晰度、端到端延遲、無線通訊可靠性，以及整個工作班次的運作時間。當本地人工智慧支援語音指令等功能時，處理與無線音訊必須在同一系統的功耗預算範圍內運作。當特定連線需求足以支持時，同時支援這兩種音訊技術將有所助益。
智慧家庭與建築設備
具備音訊功能的智慧家庭與建築設備，可讓電視、家庭音響系統及配備相關設備的公共空間實現共享聆聽。例如，一款相容的 Auracast 發射器，便能將電視的音訊傳輸至多副相容的耳機或助聽器。每位聆聽者都需要具備相應的接收功能，且能否接收可能取決於廣播的設定。
當產品必須同時將音訊傳送至需要「經典音訊」（Classic Audio）功能的耳機時，設計人員需評估對這兩種音訊技術的支援狀況，以及各功能所需軟體。此音訊需求與 BLE 裝置控制，或用於照明與感測器的藍牙網狀網路（Bluetooth mesh networking）是分開的。應由應用程式決定是採用「經典音訊」、LE Audio，還是兩者兼具，才能為產品帶來附加價值。
為何晶片與軟體至關重要
支援更多音訊功能可能會增加對記憶體、處理能力、韌體及測試的需求。對於緊湊型電池供電產品而言，在確定電路板佈局與電源預算之前，必須先考量這些需求。
一款整合了藍牙經典版（Bluetooth Classic）與低功耗藍牙（BLE）的系統單晶片（SoC），可減少對獨立無線電元件的需求，並有助於簡化電路板設計。此種整合不僅能節省空間並降低硬體複雜度，而軟體堆疊則決定了成品能提供哪些音訊功能。
對於同時執行本地 AI 任務（例如語音喚醒或聲音分類）的裝置而言，音訊處理與無線通訊需共享整體的能源預算。開發團隊應在具代表性的工作負載下測量功耗，包括播放、通話、待機以及任何並行推論作業。高效的處理器有助於節省能源，以支援額外功能或在兩次充電之間延長運作時間。
Ambiq 連網音訊設計方案
Ambiq 的 Apollo510D Lite 與 Apollo330M Plus 整合了藍牙經典版（Bluetooth Classic）與藍牙低功耗 5.4（Bluetooth Low Energy 5.4），並搭載具備 Helium™ 技術的 Arm® Cortex®-M55 處理器。 這兩款產品均內建網路協同處理器，並基於 Ambiq 的「亞閾值功耗優化技術」（SPOT®）平台打造，可實現超低功耗運作。
此組合為產品團隊提供了一個整合平台，用於評估需要無線連線與本地處理功能的设计。在選擇時，應考量應用程式所需的具體音訊配置檔、編解碼器、來源或接收器角色，以及軟體支援，同時也需考量記憶體、介面及經量測的系統功耗。
對 Ambiq 而言，這些需求為個人消費性裝置、醫療裝置、工業邊緣裝置，以及智慧家庭與建築裝置等領域的音訊功能產品創造了商機。其價值在於協助製造商在實際的功耗與空間限制內，整合實用的功能。
及早規劃相容性
首先從聆聽體驗以及產品必須搭配使用的設備著手。在選擇平台之前，請先確定：
- 本產品將支援的來源裝置及作業系統。
- 所需的 Classic Audio 和 LE Audio 功能，包括通話、播放或廣播接收。
- 適用於這些功能的設定檔、編解碼器及軟體。
- 在實際運作條件下的功耗、記憶體及延遲需求。
- 成品的互通性測試與認證要求。
及早做出這些選擇，有助於團隊開發出既能與現有設備相容，又能隨著相容音源的推出而提供新音訊功能的產品。
深入了解 Apollo510 Lite 系列與 Apollo330 Plus 系列的規格及開發資源，並與 Ambiq 討論您的音訊需求，以找出最適合您設計的起點。
常見問題 (FAQ)
什麼是雙模式藍牙？
雙模式藍牙意指單一裝置同時支援經典藍牙（BR/EDR）與低功耗藍牙（BLE）。 經典藍牙負責連續的音訊串流和免持通話，而 BLE 則處理低功耗、持續運作的任務，例如感測器回報、韌體更新，以及 LE Audio 等較新的音訊功能。雙模式裝置可根據任務需求選用合適的通訊協定，並能與更廣泛的硬體設備連接。
既然 BLE 是較新的技術，為什麼裝置仍然需要藍牙經典版呢？
藍牙經典版（Bluetooth Classic）已應用於消費性、醫療、工業及建築產品中超過十多年，其中大部分硬體至今仍被廣泛使用。汽車、印表機、醫院設備，以及許多耳機和喇叭，皆仰賴經典版的功能規格（如用於播放音樂的 A2DP 及用於通話的 HFP），而這些設備的更新週期長達數年。 僅支援 BLE 的裝置無法連線至現有的裝置群，因此任何需要與現有配件配合運作的產品，都必須在支援 BLE 的同時，也支援 Classic 規格。
單一晶片能否同時支援藍牙經典版（Bluetooth Classic）和藍牙低功耗（Bluetooth Low Energy）？
是的。Ambiq 的 Apollo510D Lite 和 Apollo330M Plus 均在單一 SoC 上支援 BLE 5.4 及經典藍牙（Bluetooth Classic），包括 A2DP 和 HFP 音訊。 專用的 Cortex-M4F 無線電子系統負責執行無線通訊堆疊，因此產品團隊無需額外的無線電晶片、第二條電源軌，或額外的電路板空間，即可同時支援這兩種通訊協定。
什麼是 Auracast？它對助聽器為何如此重要？
Auracast 是一項基於藍牙低功耗音訊（Bluetooth LE Audio）並採用 LC3 編解碼器的廣播音訊功能。它讓機場、劇院或演講廳內的發射器，無需經過一對一配對步驟，即可將音訊串流傳輸至附近任何相容的接收器。對助聽器製造商而言，這使得 Auracast 支援功能成為新一代裝置中日益重要的特性。 雖然在公共場所的採用仍處於初期階段，但 Apollo510 Lite 及 Apollo330 Plus 系列均已將 Auracast 支援納入其 BLE 功能集之中。
Apollo330M Plus 是否支援 Thread 和 Matter？
Apollo330M Plus 設計上支援 IEEE 802.15.4、Thread 及 Matter 標準，Ambiq 亦列出這些功能將透過未來的無線更新提供。這使得該產品非常適合需要網狀網路功能，同時兼具雙模式藍牙音訊與配對功能的智慧家庭及智慧建築產品。 Apollo510 Lite 系列則不支援 802.15.4 標準。
產品團隊應在何時規劃採用雙模式藍牙？
應盡早規劃，理想情況下應在電路板佈局與電源預算確定之前。一款僅支援 BLE 的產品，往往在兩三年後會需要支援 Classic 模式，例如當合作夥伴、零售通路或特定客群提出此需求時。 從一開始就以雙模式 SoC 為基礎進行設計，其成本遠低於事後改裝原本未預留第二組無線電模組的電路板——即使第一版產品上市時僅啟用 BLE 功能也是如此。
哪款微控制器最適合用於透過藍牙連接的邊緣 AI 裝置？
最佳選擇應能高效執行機器學習推論、支援產品所需的藍牙協定，並符合電池供電的功耗預算。 實際上，這越來越指向系統單晶片（SoC），而非將獨立微控制器（MCU）與單獨的無線電晶片搭配使用，因為將無線電、AI 運算和安全性整合於單一晶片上，可避免增加第二個元件、第二條電源軌，以及第二輪韌體開發與認證工作。
Ambiq 正是透過這種整合式方法來打造其 Apollo 產品系列。Apollo510D Lite 與 Apollo330M Plus 均將 Arm® Cortex®-M55 處理器與 Helium™ 技術、專用的 Cortex-M4F 無線電子系統、 藍牙低功耗 5.4 及經典藍牙，並搭載 secureSPOT® 3.0 安全技術，整合於基於 Ambiq SPOT® 平台開發的單一系統單晶片（SoC）中。由於無線電模組運行於專屬協處理器上，藍牙通訊、感測與推論可同時執行，無需爭奪資源。 相較於基於 Cortex-M4 和 Cortex-M33 的競爭解決方案，Ambiq 表示 Apollo330 Plus 和 Apollo510 Lite 系列在性能上提升超過 16 倍，且 AI 能源效率最高可提升 30 倍。
哪些是適用於邊緣 AI 的最佳藍牙低功耗系統單晶片（SoC）？
最優秀的藍牙低功耗（Bluetooth Low Energy）系統單晶片（SoC）將低功耗無線模組與足夠的晶片內運算能力結合，足以在本地執行推論，因此裝置無需喚醒手機或連線至雲端，即可根據感測器資料採取行動。 Ambiq 提供 Apollo510 Lite 及 Apollo330 Plus 系列共四種選項，全系列均以搭載 Helium 技術的 Cortex-M55 處理器為核心。
每款支援藍牙功能的變體，在 125 kbps 傳輸速率下，最高可支援 +13 dBm 的發射功率，且接收靈敏度可低至 -104 dBm。 開發純 BLE 產品的團隊可選擇「B」型號；而同時需要支援純經典藍牙（Classic）周邊設備的團隊，則可選擇「D」或「M」型號，無需額外添加第二顆無線電晶片。
