车载语音合成真的很重要，ROHM旗下蓝碧石半导体给出“硬”方案

作者:单祥茹  来源:中国电子商情

发布时间:2020-06-02

随着自动紧急制动系统（AEBS）相关法律法规的实施，以及利用ADAS（高级驾驶辅助系统）等向行人和搭乘人员告知车辆状态等应用的普及，对车内语音的需求也随之增加，尤其是用于警告的声音，其响应性能非常重要，而且还要在保证常规的车载品质基础之上，确保整车系统的安全性。现在市场上比较常用的语音合成方案大多是基于MCU的软件方案。然而，通过MCU实现的语音合成方案存在三个短板，一是需要外接主控MCU、放大器、存储器等元器件，系统所需部件增多。二是需要主控MCU的软件支持，软件设计非常复杂。三是在进行语音播报之外的处理时，主控MCU有可能无法进行语音播报。

“对于现在车载系统中的一些新功能，比如抬头显示，它们对主控MCU产生的负荷非常大。如果采用基于MCU的软件语音合成方案，对MCU和整个车载系统而言很可能是雪上加霜。而通过硬件来实现语音合成，能有效降低主控MCU的负荷，车载系统将更加稳定可靠。ROHM旗下蓝碧石半导体（LAPIS）的新产品车载语音合成LSI——ML2253x系列产品，就非常适用于ADAS和AVAS（车辆接近警报装置）的语音输出系统。”在最近的一场线上发布会上，罗姆半导体（上海）有限公司技术中心高级工程师佘梦怡女士做了如上表述。

图1  蓝碧石半导体车载语音合成LSI产品结构

据佘梦怡女士介绍，蓝碧石半导体的“ML2253x系列产品”不仅可以减少主控MCU的软件设计，而且还能构建语音输出系统，同时还可以利用播放音异常检测功能检测出语音问题，有助于进一步提高语音输出系统的品质。

特点一：具有播放音异常检测功能，有助于提高语音输出系统的品质
在“ML2253x系列”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，则会将错误信号反馈至主控MCU，非常有助于提高语音输出系统的品质。

图2  播放音异常检测功能显著提高应用品质

特点二：具有利用主控MCU进行FLASH存储器改写功能，出厂后依然可用
在以往利用ROM烧写器进行的板上改写功能基础上，“ML2253x系列”产品新增了通过主控MCU进行的改写功能。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），不仅可以在开发过程中改写语音数据，而且在产品出厂后还可以改写语音数据。如果采用的是语音芯片内部的FLASH存储器，可擦写次数达到100次。此外，这个功能还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。

图3 “ML2253x系列”支持语音数据改写功能

特点三：采用HQ-ADPCM压缩方式，既实现高音质又节省内存
高音质和节省内存之间总是存在着需要权衡的矛盾。由于“ML2253x系列”产品采用了HQ-ADPCM压缩方式，既实现了高音质又节省了内存。而以往采用的PCM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。对于“ML2253x系列”产品而言，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。可以使用声音设备控制套件中的Speech LSI Utility，选择HQ-ADPCM压缩方式。

特点四：具有车载用LSI所需的各种功能
“ML2253x系列”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。

图4  LSI内各种异常情况均可被监测

“ML2253x系列”产品预计将于2020年7月开始量产。为了加快设计人员的开放进度，蓝碧石半导体还同步提供了相应的开发工具——SDCK3，使用该工具可以执行从创建语音数据到创建/写入/试听语音合成LSI的ROM数据等一系列操作。相信广大车企以及司乘人员也会从这个语音合成“硬“方案中获益。