LAPIS 語音合成LSI讓汽車“能説會道”

未來的汽車是什麼樣?自動駕駛、車聯網、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,作為人機交互的重要方式,尤其在汽車這種需要駕駛員眼睛專注於前方的場景,無疑將扮演越來越重要的剛需角色。

而要實現人與車的語音交互,語音合成解決方案將成為不可或缺的一部分。ROHM集團旗下的藍碧石半導體(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計,使車載語音能輕鬆實現,MCU負擔大為減輕,更重要的是,不到5ms的響應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)還是AVAS(車輛接近警報裝置),“ML2253x系列”都能大展身手。

藍碧石——幸運之石

藍碧石半導體股份有限公司1961年作為OKIElectric Industry Co., Ltd.開始半導體制造,2008年分離重組,作為OKI SEMICONDUCTOR 成為ROHM集團的一員,2011年更名為LAPIS Semiconductor。“LAPIS”名稱來自於一種寶石“青金石”的拉丁語LAPIS,寓意攻克挑戰,帶來幸運。藍碧石半導體主要聚焦於低功耗技術、數字模擬混載技術,高頻電路技術、存儲器設計技術、耐高壓工序技術,超小型封裝技術等。藍碧石半導體在語音合成LSI領域有40年的深厚積澱,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

實現車載語音的播放,主要有兩種方案:一種是通過MCU實現,另一種就是通過語音合成LSI實現。通過MCU實現,語音合成主要由MCU 軟件實現,需外加存儲器和放大器;而藍碧石的語音合成LSI方案,語音播放通過硬件實現,芯片集成了存儲器、放大器、邏輯運算和I/F等,可直接外接揚聲器和MCU,MCU只需發出控制指令,無需參加語音合成,從而使MCU的負擔大幅減輕。

羅姆半導體(上海)有限公司的佘夢怡女士介紹,車載語音輸出系統的市場現在隨着自動緊急制動系統(AEBS)相關法律法規的實施以及市場上運用到的ADAS警告類型而不斷增加,同時對車內語音的需求也隨之增加。在滿足常規車規的基礎上,語音輸出系統有兩方面的性能至關重要:響應時間和故障檢測功能。

通過MCU來實現語音輸出系統時,軟件設計非常複雜,部件也會非常多。主控MCU在進行語音播放之外的處理時,可能無法進行語音播報,也可能會出現語音播報延遲的問題。藍碧石半導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不會產生負荷,可在命令發送後5 ms內播放語音;(2)內置語音播放所需的部件,可削減系統整體的部件數量;(3)完善故障安全(Fail Safe)功能。

“ML2253x系列”的特別之處

藍碧石半導體本次新推出的“ML2253x系列”芯片包括兩種,一種是內置Flash的M22Q53x系列,它內置的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,最大可以擴到128MB。

佘夢怡女士介紹,“ML2253x系列”主要有四個方面的新特點:

(1)播放音異常檢測功能:“ML2253x系列”新產品中新配置了播放音異常檢測功能。該功能會將揚聲器輸出的模擬信號重新轉換為數字信號,並將其與LSI內部的播放數據進行比較,當檢測到高於設置值的異常情況時,會將錯誤信號反饋至主控MCU,這非常有助於提高語音輸出系統的品質。

(2)利用主控MCU進行Flash存儲器改寫的功能:在以往利用ROM燒寫器進行的板上改寫功能基礎上,新增了通過主控MCU進行的改寫功能。可以利用主控MCU經由SPII/F將數據寫入內置Flash存儲器,不僅可以在開發過程中改寫語音數據,而且還可以在產品出廠後改寫語音數據。使用該功能,還可以支持未來與互聯網的緊密連接、逐步實現IoT的新一代汽車的需求。

(3)HQ-ADPCM壓縮方式:高音質和節省內存之間存在着矛盾權衡關係,而新產品採用HQ-ADPCM壓縮方式,兼顧並同時實現了這兩個優點。以往只能採用PCM、ADPCM2壓縮方式,音效和音樂在壓縮時會嚴重劣化,或者只能不壓縮。而新產品通過採用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。可以通過聲音設備控制套件中的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:新產品支持車載要求的高温工作(105℃)和汽車電子產品可靠性標準AEC-Q100。此外,還搭載了以往機型中搭載的短路檢測、高温異常檢測、命令傳輸錯誤檢測等異常檢測功能,這些功能也非常有助於提高車載語音輸出系統的可靠性。

術業有專攻,“ML2253x系列”的推出,使車載語音輸出的實現更加快捷和可靠,“能説會道”的汽車離人們漸行漸近。

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