《電子技術(shù)應(yīng)用》
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術(shù)業(yè)有專攻,,LAPIS 語音合成LSI讓汽車“能說會道”

2020-06-12
作者:畢曉東
來源:ChinaAET
關(guān)鍵詞: 語音合成 ADAS LAPIS 羅姆

        未來的汽車是什么樣?自動駕駛,、車聯(lián)網(wǎng)、安全性、舒適性,,這些都對汽車的智能化提出了越來越高的要求。

        語音,,作為人機(jī)交互的重要方式,,尤其在汽車這種需要駕駛員眼睛專注于前方的場景,無疑將扮演越來越重要的剛需角色,。

        而要實(shí)現(xiàn)人與車的語音交互,,語音合成解決方案將成為不可或缺的一部分。ROHM集團(tuán)旗下的藍(lán)碧石半導(dǎo)體(LAPIS)最新推出的車載語音合成LSI“ML2253x系列”,,專為車載語音合成而設(shè)計,,使車載語音能輕松實(shí)現(xiàn),MCU負(fù)擔(dān)大為減輕,,更重要的是,,不到5ms的響應(yīng)時間以及錯誤自檢功能,,使車載語音功能真正安全可靠。不論是ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))還是AVAS(車輛接近警報裝置),,“ML2253x系列”都能大展身手。

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藍(lán)碧石——幸運(yùn)之石

        藍(lán)碧石半導(dǎo)體股份有限公司1961年作為OKI Electric Industry Co., Ltd.開始半導(dǎo)體制造,,2008年分離重組,,作為OKI SEMICONDUCTOR 成為ROHM集團(tuán)的一員,2011年 更名為LAPIS Semiconductor,?!癓APIS”名稱來自于一種寶石“青金石”的拉丁語LAPIS,寓意攻克挑戰(zhàn),,帶來幸運(yùn),。藍(lán)碧石半導(dǎo)體主要聚焦于低功耗技術(shù)、數(shù)字模擬混載技術(shù),,高頻電路技術(shù),、存儲器設(shè)計技術(shù)、耐高壓工序技術(shù),,超小型封裝技術(shù)等,。藍(lán)碧石半導(dǎo)體在語音合成LSI領(lǐng)域有40年的深厚積淀,語音合成LSI全球年銷量約1500萬片,,位居日本市場份額第一位,。

車載語音輸出:MCU方案 vs語音合成LSI

        實(shí)現(xiàn)車載語音的播放,主要有兩種方案:一種是通過MCU實(shí)現(xiàn),,另一種就是通過語音合成LSI實(shí)現(xiàn),。通過MCU實(shí)現(xiàn),語音合成主要由MCU+軟件實(shí)現(xiàn),,需外加存儲器和放大器,;而藍(lán)碧石的語音合成LSI方案,語音播放通過硬件實(shí)現(xiàn),,芯片集成了存儲器,、放大器、邏輯運(yùn)算和I/F等,,可直接外接揚(yáng)聲器和MCU,,MCU只需發(fā)出控制指令,無需參加語音合成,,從而使MCU的負(fù)擔(dān)大幅減輕,。

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        羅姆半導(dǎo)體(上海)有限公司的佘夢怡女士介紹,車載語音輸出系統(tǒng)的市場現(xiàn)在隨著自動緊急制動系統(tǒng)(AEBS)相關(guān)法律法規(guī)的實(shí)施以及市場上運(yùn)用到的ADAS警告類型而不斷增加,同時對車內(nèi)語音的需求也隨之增加,。在滿足常規(guī)車規(guī)的基礎(chǔ)上,,語音輸出系統(tǒng)有兩方面的性能至關(guān)重要:響應(yīng)時間和故障檢測功能。

        通過MCU來實(shí)現(xiàn)語音輸出系統(tǒng)時,,軟件設(shè)計非常復(fù)雜,,部件也會非常多。主控MCU在進(jìn)行語音播放之外的處理時,,可能無法進(jìn)行語音播報,,也可能會出現(xiàn)語音播報延遲的問題。藍(lán)碧石半導(dǎo)體所推出的語音合成LSI解決方案則解決了這些問題:(1)語音合成LSI由硬件組成,,對主控MCU不會產(chǎn)生負(fù)荷,,可在命令發(fā)送后5 ms內(nèi)播放語音;(2)內(nèi)置語音播放所需的部件,,可削減系統(tǒng)整體的部件數(shù)量,;(3)完善故障安全(Fail Safe)功能,。

“ML2253x系列”的特別之處

        藍(lán)碧石半導(dǎo)體本次新推出的“ML2253x系列”芯片包括兩種,,一種是內(nèi)置Flash的M22Q53x系列,它內(nèi)置的Flash是有2MB,、4MB,、16MB三種可以選擇;另外一種是外置存儲器的ML22530系列,,最大可以擴(kuò)到128MB,。 

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        佘夢怡女士介紹,“ML2253x系列”主要有四個方面的新特點(diǎn):

        (1)播放音異常檢測功能:“ML2253x系列”新產(chǎn)品中新配置了播放音異常檢測功能,。該功能會將揚(yáng)聲器輸出的模擬信號重新轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,并將其與LSI內(nèi)部的播放數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,,當(dāng)檢測到高于設(shè)置值的異常情況時,會將錯誤信號反饋至主控MCU,,這非常有助于提高語音輸出系統(tǒng)的品質(zhì),。

        (2)利用主控MCU進(jìn)行Flash存儲器改寫的功能:在以往利用ROM燒寫器進(jìn)行的板上改寫功能基礎(chǔ)上,,新增了通過主控MCU進(jìn)行的改寫功能,。可以利用主控MCU經(jīng)由SPI I/F將數(shù)據(jù)寫入內(nèi)置Flash存儲器,,不僅可以在開發(fā)過程中改寫語音數(shù)據(jù),,而且還可以在產(chǎn)品出廠后改寫語音數(shù)據(jù)。使用該功能,還可以支持未來與互聯(lián)網(wǎng)的緊密連接,、逐步實(shí)現(xiàn)IoT的新一代汽車的需求,。

        (3)HQ-ADPCM壓縮方式:高音質(zhì)和節(jié)省內(nèi)存之間存在著矛盾權(quán)衡關(guān)系,而新產(chǎn)品采用HQ-ADPCM壓縮方式,,兼顧并同時實(shí)現(xiàn)了這兩個優(yōu)點(diǎn),。以往只能采用PCM、ADPCM2壓縮方式,,音效和音樂在壓縮時會嚴(yán)重劣化,,或者只能不壓縮。而新產(chǎn)品通過采用HQ-ADPCM方式,,即使將存儲器容量壓縮到以往壓縮方式的1/5,,也可以正常播放出流暢的聲音??梢酝ㄟ^聲音設(shè)備控制套件中的Speech LSI Utility軟件選擇HQ-ADPCM壓縮方式,。

        (4)車載用LSI所需的各種功能:新產(chǎn)品支持車載要求的高溫工作(105℃)和汽車電子產(chǎn)品可靠性標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q100,。此外,,還搭載了以往機(jī)型中搭載的短路檢測、高溫異常檢測,、命令傳輸錯誤檢測等異常檢測功能,,這些功能也非常有助于提高車載語音輸出系統(tǒng)的可靠性。

         術(shù)業(yè)有專攻,,“ML2253x系列”的推出,使車載語音輸出的實(shí)現(xiàn)更加快捷和可靠,,“能說會道”的汽車離人們漸行漸近,。


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