随着自动紧急制动系统(AEBS)干系法律法规的履行,以及市场上ADAS警告类型的增加,对车内语音的需求也水涨船高,同时也对硬件系统的相应性能和速率提出了更高的哀求。通过利用语音合成LSI,能够减少主控MCU的负荷,降落软件设计的繁芜度,有助于提高车载语音输出系统的品质。
什么是语音合成LSI?
语音合成LSI是直接连接到扬声器,并仅需发送大略命令即可播放语音的IC。常日内置高音质的音频解码器、各种高性能滤波器、通信接口、存储器、放大器等语音播放所需的部件,具备发音功能、故障安全功能等。

目前,语音合成LSI已经广泛运用于多种生活场景中,例如车载、安防、家电等领域。常见的有:家电产品的解释/利用提示、安防的烟感报警,车载运用中的功能提示、安全提示等。
LAPIS Semiconductor(蓝碧石半导体)是专注于数字通信市场的整体硅芯片办理方案供应商,1961年作为OKI Electric Industry Co., Ltd.开始半导系统编制造,2008年(由OKI Electric Industry Co., Ltd.)分离重组,作为OKI SEMICONDUCTOR成为ROHM集团的一员,2011年更名为LAPIS Semiconductor。目前,其产品线紧张包括:低功耗MCU、无线通信LSI、语音合成LSI、图像LSI、显示驱动器电池监控LSI和存储器LSI等。
在语音合成LSI方面,蓝碧石半导体的方案内置有通信接口、逻辑、存储器、放大器,可构建不依赖于主控MCU的语音输出系统。经历了40多年来的发展,蓝碧石半导体语音芯片在日本的销量霸占业界第一,环球销量已经达到了一年1500万片。
为什么要在车载运用中利用语音合成LSI?
据罗姆半导体(上海)有限公司高等工程师佘梦怡先容,传统语音方案采取MCU来实现,这种方案构造不仅须要大量部件,还会给主控MCU增加负荷,软件支持方面也须要耗费大量的工时。基于这一现状,蓝碧石半导体开拓出了具有播放音非常检测功能的车载语音合成LSI“ML2253x系列”,紧张适用于ADAS和AVAS(车辆靠近警报装置)的语音输出系统。
ML2253x系列具有以下四大功能:
1.播放音非常检测功能
该功能会将扬声器输出的仿照旗子暗记重新转换为数字旗子暗记,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非常情形时,会将缺点旗子暗记反馈至主控MCU。
2.可利用主控MCU进行FLASH存储器改写
在以往利用ROM烧写器进行的板上改写功能根本上,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(ML22Q53x系列)或外置FLASH存储器(ML22530系列)。不仅可以在开拓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。利用该功能,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.采取HQ-ADPCM压缩办法,同时实现高音质和内存节省
高音质和节省内存之间存在着抵牾权衡关系,采取HQ-ADPCM压缩办法,可兼顾并同时实现了这两个优点。以往只能采取PCM压缩办法,音效和音乐在压缩时会严重劣化,或者只能不压缩。采取HQ-ADPCM办法后,纵然将存储器容量压缩到以往压缩办法的1/5,也可以正常播放出流畅的声音。可以利用声音设备掌握套件中的Speech LSI Utility,选择HQ-ADPCM压缩办法。
4. 具有车载LSI所需的各种功能
支持车载哀求的高温事情(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、高温非常检测、命令传输缺点检测等非常检测功能,这些功能也非常有助于提高车载语音输出系统的可靠性。
据理解,新产品已于2020年4月起开始出售样品(样品价格1,300日元/个,不含税),估量将于2020年7月开始量产,开拓套件和参考板也同步开售。
车载、消费、工业等领域对语音合成LSI的需求不断提高
佘梦怡表示,相应性能对付警报声来说是非常主要的。现在车载市场上的新功能,像抬显等主要部分,主控MCU在事情时负荷都是非常大的,而且随着车载功能越来越多,给主控MCU带来的负荷会越来越重。通过硬件来实现语音播报会更加稳定可靠,LSI方案可在命令发送的5毫秒之内相应,进行语音播报。
现在车载、消费电子、工业设备等领域对语音合成LSI的需求都在不断的提高。蓝碧石半导体目前已经实现了部分产品的量产,估量今年下半年还会连续推出新产品。
据罗姆半导体(上海)有限公司技能中央主管姚玲玲先容,车内语音市场大概有50亿日元的规模。由于车载市场技能门槛相对较高,有严格的AEC-Q100或是ISO 26262标准。针对ISO 26262,罗姆已经取得了流程认证,蓝碧石半导体可以帮忙客户进行性能认证。
未来的产品路线,除了保持高音质、高集成度的特性,由于考虑到民用市场空间也非常大,例如燃气报警器等运用,有着弘大的市场需求,下一步可能会推出相应的产品。
语音处理以往多采取MCU或DSP方案,采取LSI专用芯片加语音合成软件会不会成为未来的趋势?姚玲玲表示,出于安全性的考虑,建议利用单独的语音芯片。语音合成方面,还须要看系统须要实现什么功能,例如现在可以做到4096段的语音数据,如果未来还须要更多或更繁芜的比如语音识别或其他功能,可能还须要搭配其它软件。