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术业有专攻,LAPIS 语音合成LSI让汽车“能说会道”

作者:毕晓东
发布日期:2020-06-12
来源:ChinaAET

        未来的汽车是什么样?自动驾驶、车联网、安全性、舒适性,这些都对汽车的智能化提出了越来越高的要求。

        语音,作为人机交互的重要方式,尤其在汽车这种需要驾驶员眼睛专注于前方的场景,无疑将扮演越来越重要的刚需角色。

        而要实现人与车的语音交互,语音合成解决方案将成为不可或缺的一部分。ROHM集团旗下的蓝碧石半导体(LAPIS)最新推出的车载语音合成LSI“ML2253x系列”,专为车载语音合成而设计,使车载语音能轻松实现,MCU负担大为减轻,更重要的是,不到5ms的响应时间以及错误自检功能,使车载语音功能真正安全可靠。不论是ADAS(高级驾驶辅助系统)还是AVAS(车辆接近警报装置),“ML2253x系列”都能大展身手。

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蓝碧石——幸运之石

        蓝碧石半导体股份有限公司1961年作为OKI Electric Industry Co., Ltd.开始半导体制造,2008年分离重组,作为OKI SEMICONDUCTOR 成为ROHM集团的一员,2011年 更名为LAPIS Semiconductor。“LAPIS”名称来自于一种宝石“青金石”的拉丁语LAPIS,寓意攻克挑战,带来幸运。蓝碧石半导体主要聚焦于低功耗技术、数字模拟混载技术,高频电路技术、存储器设计技术、耐高压工序技术,超小型封装技术等。蓝碧石半导体在语音合成LSI领域有40年的深厚积淀,语音合成LSI全球年销量约1500万片,位居日本市场份额第一位。

车载语音输出:MCU方案 vs语音合成LSI

        实现车载语音的播放,主要有两种方案:一种是通过MCU实现,另一种就是通过语音合成LSI实现。通过MCU实现,语音合成主要由MCU+软件实现,需外加存储器和放大器;而蓝碧石的语音合成LSI方案,语音播放通过硬件实现,芯片集成了存储器、放大器、逻辑运算和I/F等,可直接外接扬声器和MCU,MCU只需发出控制指令,无需参加语音合成,从而使MCU的负担大幅减轻。

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        罗姆半导体(上海)有限公司的佘梦怡女士介绍,车载语音输出系统的市场现在随着自动紧急制动系统(AEBS)相关法律法规的实施以及市场上运用到的ADAS警告类型而不断增加,同时对车内语音的需求也随之增加。在满足常规车规的基础上,语音输出系统有两方面的性能至关重要:响应时间和故障检测功能。

        通过MCU来实现语音输出系统时,软件设计非常复杂,部件也会非常多。主控MCU在进行语音播放之外的处理时,可能无法进行语音播报,也可能会出现语音播报延迟的问题。蓝碧石半导体所推出的语音合成LSI解决方案则解决了这些问题:(1)语音合成LSI由硬件组成,对主控MCU不会产生负荷,可在命令发送后5 ms内播放语音;(2)内置语音播放所需的部件,可削减系统整体的部件数量;(3)完善故障安全(Fail Safe)功能。

“ML2253x系列”的特别之处

        蓝碧石半导体本次新推出的“ML2253x系列”芯片包括两种,一种是内置Flash的M22Q53x系列,它内置的Flash是有2MB、4MB、16MB三种可以选择;另外一种是外置存储器的ML22530系列,最大可以扩到128MB。 

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        佘梦怡女士介绍,“ML2253x系列”主要有四个方面的新特点:

        (1)播放音异常检测功能:“ML2253x系列”新产品中新配置了播放音异常检测功能。该功能会将扬声器输出的模拟信号重新转换为数字信号,并将其与LSI内部的播放数据进行比较,当检测到高于设置值的异常情况时,会将错误信号反馈至主控MCU,这非常有助于提高语音输出系统的品质。

        (2)利用主控MCU进行Flash存储器改写的功能:在以往利用ROM烧写器进行的板上改写功能基础上,新增了通过主控MCU进行的改写功能。可以利用主控MCU经由SPI I/F将数据写入内置Flash存储器,不仅可以在开发过程中改写语音数据,而且还可以在产品出厂后改写语音数据。使用该功能,还可以支持未来与互联网的紧密连接、逐步实现IoT的新一代汽车的需求。

        (3)HQ-ADPCM压缩方式:高音质和节省内存之间存在着矛盾权衡关系,而新产品采用HQ-ADPCM压缩方式,兼顾并同时实现了这两个优点。以往只能采用PCM、ADPCM2压缩方式,音效和音乐在压缩时会严重劣化,或者只能不压缩。而新产品通过采用HQ-ADPCM方式,即使将存储器容量压缩到以往压缩方式的1/5,也可以正常播放出流畅的声音。可以通过声音设备控制套件中的Speech LSI Utility软件选择HQ-ADPCM压缩方式。

        (4)车载用LSI所需的各种功能:新产品支持车载要求的高温工作(105℃)和汽车电子产品可靠性标准AEC-Q100。此外,还搭载了以往机型中搭载的短路检测、高温异常检测、命令传输错误检测等异常检测功能,这些功能也非常有助于提高车载语音输出系统的可靠性。

         术业有专攻,“ML2253x系列”的推出,使车载语音输出的实现更加快捷和可靠,“能说会道”的汽车离人们渐行渐近。


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