智能麦克风 双键 BLE 无线智能输入设备

下面是一份可以直接发给硬件/固件开发服务商的需求书草案，你可以按需要再删减公司名称、金额等信息后使用。

1. 产品形态

   • 开发一款 双键 BLE 无线智能输入设备（小型外设），核心功能是通过 BLE HID 向主机设备发送按键指令，并配合内置数字麦克风实现相关场景的启动/控制。

   • 本次外包范围包括：

     • 硬件方案选型与详细设计（原理图、PCB Layout）；

     • 样机制作与调试（EVT/DVT 小批量样机）；

     • 底层固件开发（含按键状态机、BLE HID、低功耗与看门狗等）；

     • 产测相关工具/脚本与简要量产建议。

   • 不包含：PC / 手机端应用软件及业务逻辑，仅需保证在 Windows / macOS / iOS / Android 上被识别为标准 BLE 键盘类 HID 设备，使用系统自带 HID 驱动即可。

2. 技术要求与目标

   • 通信与协议

     • 蓝牙低功耗 SoC，支持 BLE 4.2 / BLE 5.x；

     • 必须支持 HID over GATT（HOGP），以键盘类 HID 方式被主机识别；

     • 必须启用 LE Secure Connections 加密配对，满足 iOS 等平台对 HID 加密的要求，典型通信距离 ≥10 米（空旷环境）。

   • 按键与输入功能

     • 设备上有 两个物理按键：主键、副键；

     • 主键需识别：单击 / 长按 / 松开；

     • 副键需识别：单击 / 双击；

     • 所有动作由 MCU 通过按键状态机（FSM）解析为标准 HID 键盘事件（KeyDown/KeyUp）。

   • 音频与麦克风

     • 采用 PDM 数字麦克风，通过 PDM 接口采集语音信号，音频数据由上位机应用处理，不通过 HID 通道传输；

     • 需预留合理的麦克风位置与结构设计，注意避开天线区域，减小 RF 干扰。

   • 指示与交互

     • 至少 1 颗 LED，用于指示：配对/连接状态、语音输入中、低电、充电/充满等常用状态；

     • LED 行为由 MCU 控制（点亮、闪烁、呼吸等）。

   • 电源与续航

     • 内置可充电电池（容量 ODM 自行评估），在典型使用场景下设备需 连续工作 > 5 小时；

     • 无物理电源开关键，通过自动休眠 / 唤醒 + 看门狗实现低功耗与可靠性；

     • 采用 磁吸 / Pogo Pin 充电接口，支持充电时点亮 LED 提示充电状态。

   • 可靠性与稳定性

     • 需使用硬件 Watchdog 定时器，防止系统死机，支持异常自动复位；

     • BLE 连接稳定、重连逻辑合理，支持断电/复位后的自动重连；

     • 关键功能通过实验室测试验证，包括：通信距离、抗干扰、功耗、温升等。

3. 需交付的电子资料与实物

   • 设计文档与电子资料

     1. 原理图完整工程文件（推荐 Altium / OrCAD / KiCad 等）及 PDF 版本；

     2. PCB Layout 工程文件及 Gerber/钻孔文件，满足 PCB/SMT 工厂下单要求；

     3. BOM 表（含品牌、型号、封装、关键参数、可替代料）及 SMT 坐标文件；

     4. 结构/外观相关的接口尺寸图（如有需要与甲方结构件配合）；

     5. MCU / BLE SoC 的固件工程（源码、编译环境说明、链接脚本、配置文件）；

     6. 量产烧录及测试脚本（含简单命令行工具或说明文档）；

     7. 功能与性能测试报告（通信距离、功耗、按键识别正确率、BLE 兼容性等）；

     8. 简要《使用说明 / 快速上手》文档，说明配对方式、复位方式、指示灯含义等。

   • 样机与实物

     1. EVT 阶段样机若干（≥5 套，便于功能验证与软件联调）；

     2. DVT 阶段优化版样机若干（数量与后续量产计划再议）；

     3. 如有专用夹具/治具（充电夹具、测试治具等），需一并设计与交付。

二、功能描述（硬件与固件）

1. 硬件功能需求

1. 系统构成

   • 主控 MCU / BLE SoC

     • 由 ODM 选型，需支持：BLE 4.2 / 5.x、HID over GATT（HOGP）、LE Secure Connections；

     • 资源建议：

       • ≥128KB Flash（保证后续固件升级与扩展）、≥32KB RAM；

       • 至少 2 路 GPIO 用于按键，1 路 PDM 接口用于 MIC，1 路 GPIO 驱动 LED，调试接口（SWD/JTAG）。

   • 电源管理 / 充电模块（PMIC）

     • 负责电池充电、稳压、过充/过放/过流保护；

     • 支持磁吸 / Pogo Pin 充电，优先考虑主流成熟方案，保证安全与一致性；

     • 支持在充电状态下唤醒设备、进行按键输入和 BLE 通信。

   • 按键输入模块

     • 双物理按键（主键、副键），支持中断唤醒 MCU；

     • 电路设计需考虑去抖与防静电（ESD）保护。

   • PDM 数字麦克风模块

     • 单颗数字麦克风，使用 PDM 接口与 MCU 相连；

     • 电路与布局需严格按照麦克风及射频器件的参考设计摆放，避免天线附近布线与大面积铜皮。

   • LED 状态指示模块

     • 1 颗高亮 LED（颜色 ODM 建议，可考虑双色），由 MCU 控制不同闪烁模式；

     • 需预留限流电阻参数方便调整亮度。

   • 2.4GHz 天线与射频部分

     • 采用 PCB 天线或独立天线模块，需预留禁布区，保证天线上方 3–5mm 空气层；

     • 匹配网络按芯片参考设计实施，支持 BLE ≥10 米通信距离。

2. 可靠性与可制造性

   • 设计需满足常规消费电子产品 EMC/ESD 要求（具体标准可在后续合同中约定）；

   • 材料选型充分考虑供应稳定性与成本；

   • PCB 及结构设计需兼顾后续量产与测试治具的可实现性，ODM 需给出简要 DFM 建议。

2. 固件 / 软件功能需求

1. 固件总体结构

   • 固件应用层

     • 解析按键动作：单击 / 双击 / 长按 / 松开；

     • 生成对应的 HID 键盘事件（Report）；

     • 控制 LED 状态机（录音中、等待、配对、低电等）；

     • 管理 PDM 麦克风数据采集（传给主机 App，具体协议后续接口文档定义）。

   • 按键状态机（Key FSM Engine）

     • 去抖动处理；

     • 长按计时器、双击检测窗口；

     • 将物理动作转换为统一的“动作事件”，供 HID 报文层使用。

   • HID 报文层

     • 基于 HID 键盘 Usage Page 0x07 定义输入报文；

     • 支持 Report ID 1（标准键盘输入），如有需要可预留 Vendor HID 扩展报文；

   • 低功耗管理（Power & Sleep Manager）

     • 空闲一定时间后自动进入 Deep Sleep；

     • 通过按键 GPIO 或 BLE 事件唤醒；

     • 在保证体验的前提下尽可能优化平均功耗，使综合续航满足 >5 小时的要求。

   • 看门狗管理（Watchdog Manager）

     • 周期性“喂狗”，防止程序跑飞；

     • 系统无响应时自动复位，代替物理重启按键。

   • BLE 协议栈配置

     • 配置为 HID over GATT Profile（HOGP），支持加密、Bonding、自动重连等；

     • 支持基本的连接参数协商，保证延迟和功耗的平衡。

2. 开发与调试要求

   • 需提供：

     • 固件工程（含源码）、编译脚本及所需工具链说明；

     • 用于调试与故障定位的日志接口或简单串口调试输出（可在 Release 版本关闭）；

     • 基本的单板测试程序（Self-test），用于产线快速验证按键、LED、BLE 连接等。