近年來，使用ADAS（高級駕駛輔助係統）告知行人和乘客車輛的狀態和存在變得非常重要。汽車製造商正在推動語音輸出係統的開發，通過音效和聲音發出警告或通知。細心觀察的用戶會聽到，不同品牌的汽車，播報時長不同，聲音大小也不同。如果從安全角度考慮，報警聲音的響應速度非常關鍵。通常車載廣播采用兩種控製方式，一種是MCU控製，另一種是硬件控製。但隨著板載功能的增多，主控MCU的負載越來越重，方案廠商也在想方設法減輕MCU的負擔。
ROHM集團旗下LAPIS近期推出了新型車載語音合成LSI——ML2253x係列，通過硬件控製語音播報功能，從而解放了主控MCU。 2008年，LAPIS從日本衝電氣工業集團中分離出來，並入羅姆集團。 2011年正式更名為藍碧石半導體有限公司。藍碧石擁有低功耗技術、高頻電路技術、數模混合技術、存儲器設計技術四大核心技術，並提供獨特的LSI產品和晶圓代工服務。經過40多年的發展，LAPIS的語音芯片每年全球銷量達1500萬顆，在日本市場排名第一。
響應速度快、抗幹擾能力強
通過MCU實現語音輸出需要主控MCU、放大器、存儲器等外部元件，並且需要主控MCU的軟件支持，軟件設計非常複雜。當主控MCU處理非語音播報事件時，可能無法進行語音播報或延遲語音播報。
ROHM高級工程師佘夢怡女士表示：“我們的語音合成LSI完全由硬件組成，不會給主控MCU帶來負擔。係統收到命令後，會在5毫秒內播放語音。”此外，芯片內還內置通信接口、邏輯、存儲器和放大器，可以構建不依賴主控MCU的語音輸出係統，並可以減少軟件設計時間。”
汽車在行駛過程中會麵臨各種噪聲幹擾。例如，儀表板旁邊的AM頻率幹擾會影響D類功率放大器。為了盡可能減少幹擾，ML22Q53x係列配備了AB類功率放大器，盡管AB類功率放大器不具備D類功率放大器的效率。高，但抗幹擾能力比D類放大器強。另外，如果客戶選用AVAS（汽車音頻報警係統）產品，芯片內置1W功放不能滿足要求，用戶可以將音頻輸出到外置10W功放進行放大。
故障檢測功能：增強係統安全性
隨著自動緊急製動係統（AEBS）相關法律法規的實施以及市場上ADAS警示類型的增多，用戶對車內語音的要求越來越嚴格。汽車製造商不僅要保證常規的車輛質量，還要保證整個車輛係統的安全。因此，ML2253x係列增加了故障檢測功能。
ROHM技術中心總監姚玲玲解釋道，“以前車載係統在收到指令後，無法判斷播放係統是否正在播放，或者正在播放的內容是否正確。增加播放聲音異常檢測後功能，它可以檢測模擬電路中的異常情況。”
通過MCU靈活配置Flash和擦寫
ML2253x係列包括兩款產品，一款是內置FLASH的M22Q53x係列。 Flash 大小有2M、4M 和16M 三種。內部FLASH可擦寫100次；另一種是帶有外部存儲器的ML22530係列。最大可擴展至128M。
佘夢怡表示，“芯片可以通過主控MCU對FLASH進行重寫，開發時可以修改數據。即使在終端產品上，也可以通過主控MCU進行數據修改，方便靈活。” ”。
算法壓縮方式獨特，音質有保證。
ML2253x係列支持HQ-ADPCM算法壓縮方法。據介紹，該算法由藍碧石半導體公司和日本九州工業大學聯合開發。它可以在執行高壓縮率算法的同時保持高音質和音效。與ADPCM算法、非線性PCM和PCM算法相比，其壓縮率可以減少到原始文本大小的五分之一，讓用戶節省存儲空間，從而節省成本。
佘夢怡解釋道，“我們芯片的采樣頻率是從6.4K到48K，其中48K可以媲美CD的音質，而且每個聲音都可以設置不同的采樣頻率。同樣的6.4K采樣頻率，使用HQ-ADPCM算法在128M下最大播放時間可以達到6541秒，內置2M Flash也可以達到90秒，使用HQ-ADPCM方法恢複後，很多硬件都可以補充算法。播放時，FLASH的容量最多可以達到40倍的數據量，例如5字節的數據可以擴展到200字節，數據量越大，語音表現越好。
為了滿足音頻輸出需求，芯片配備了SPI和I2C兩個接口。每個通道支持同時四通道混音，然後從一個通道輸出。不同的通道可以選擇不同的聲音。例如，音樂和語音可以從不同的通道輸出。玩。播放輸出時雖然隻有一路輸出，但音源可以單獨播放，有兩路混音、四路混音、背景音樂等不同選項。
一站式解決方案
對於實際應用，佘夢怡認為，“ML22Q53x和ML22530適合快速發聲的場合，對汽車的定位或類型沒有特殊要求。不同的是帶Q的有內置FLASH，而沒有Q的客戶Q可以連接外置FLASH，更加靈活，目前日本一些知名廠商已經處於評估測試階段，國內部分客戶已經開始初步測試，我們的產品4月份就有樣品，即將量產-八月份生產的。”
當客戶進行開發時，ROHM可以提供完整的開發套件。開發套件的硬件部分包括聲控板和SDCB3板。不同型號對應不同的編程板。兩塊板連接好後，用戶就可以連接電腦和音箱了。等一些硬件發揮出來，同時ROHM提供了自主開發的軟件Speech LSI Utility，可以進行波形編輯、樂句編輯和聆聽、生成工程文件、程序芯片等研發所需的功能。
“羅姆一貫的特點就是提供一站式服務，從產品開發到後續選型、原理圖、PCB、MCU軟件。我們會協助客戶調試，量產後出現問題也可以一起解決。在汽車規模上語音市場規模約為50億日元，汽車市場進入門檻較高，需要通過AEC-Q100或ISO 26262標準，ROHM的優勢在於擁有自己的產品線和LAPIS產品線，互為補充其他，並且還獲得了ISO 26262 流程認證目標。”佘夢怡補充道。
ML22530x係列DEMO板演示
該DEMO板是基於ML22530語音芯片設計的。開發板由語音芯片、MCU、外部FLASH、外部功放組成。 MCU隻需發送簡單的命令即可控製語音芯片，語音芯片從外部FLASH讀取數據進行播放。該芯片集成了1W功率放大器，並配有1W輸出端口。連接揚聲器即可播放聲音。板上有三個按鈕用於語音數據選擇。
工程師演示了AVAS（汽車音頻報警係統）產品中使用的聲音，模擬電動汽車的發動機聲音。可以通過滑動變阻器調節聲音的大小，通過不同的電阻值使用AD轉換，然後通過MCU選擇相應的語音數據進行播放。
針對車內安全提醒應用，可以模擬汽車轉向燈的聲音、汽車剛啟動時的迎賓音樂等。佘夢怡強調，“如果客戶用於AVAS（汽車音頻報警係統）產品中，由於芯片內部隻有1W功率放大器，我們建議客戶安裝一個外部功率放大器，這樣既可以起到提醒作用，又可以讓路邊的行人聽到汽車發動機的聲音。聲音。”
