車內(nèi)語音市場(chǎng)活躍，ROHM推出帶播放音檢測(cè)功能的芯片

“道路千萬條，安全第一條”，電影“流浪地球”中主人公啟動(dòng)車時(shí)的這段語音令人印象深刻。實(shí)際上，越來越多的汽車有車內(nèi)語音提示，代替了簡(jiǎn)單枯燥的提醒聲。尤其近來，車啟動(dòng)時(shí)的歡迎詞等人性化設(shè)計(jì)很暖心，預(yù)計(jì)增長(zhǎng)會(huì)較快。

不過，由于車載MCU/SoC本身已經(jīng)負(fù)擔(dān)了很多工作，而且語音提示需要在短時(shí)間之內(nèi)做出響應(yīng)，這時(shí)可快速啟動(dòng)的語音芯片登場(chǎng)。

1 語音芯片的設(shè)計(jì)考慮

關(guān)于語音功能本身，汽車在行駛中有各種噪音干擾，尤其在儀表盤旁邊的AM頻率干擾會(huì)影響到D類功放。因此，在語音芯片中最好避免放D類功放。

高音質(zhì)方面，對(duì)聲音質(zhì)量的追求是無止境的，需要更好的音質(zhì)，并且盡量占有較小的存儲(chǔ)器空間。另外，語音合成技術(shù)對(duì)感情的表現(xiàn)力不斷提高。需要做很好的語音拼接。因?yàn)橥ǔＲ獕嚎s語音，以節(jié)省存儲(chǔ)器空間，但是之后還得還原好，否則會(huì)顯得冷冰冰，需要通過硬件對(duì)存儲(chǔ)的語音數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。

多大的存儲(chǔ)器？這要看客戶需要播放多久的聲音，是以普通的例如轉(zhuǎn)彎時(shí)的效果音為主，還是需要人聲，這會(huì)影響選擇多大容量的存儲(chǔ)器芯片。

圖 車載領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景

另一大挑戰(zhàn)是，車載語音市場(chǎng)的門檻較高，例如有很嚴(yán)格的AEC-Q100或ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)。因此，專業(yè)做汽車元器件的廠商由于已經(jīng)取得了相關(guān)的流程認(rèn)證，較容易協(xié)助客戶去做性能安全認(rèn)證。

2 藍(lán)碧石的車載語音合成芯片LSI “ML2253x系列”

針對(duì)以上技術(shù)痛點(diǎn)，近日，全球知名半導(dǎo)體廠商ROHM（羅姆）集團(tuán)旗下的藍(lán)碧石半導(dǎo)體股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“藍(lán)碧石半導(dǎo)體”）推出車載語音合成LSI “ML2253x系列”產(chǎn)品，非常適用于ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))和AVAS（車輛接近警報(bào)裝置）的語音輸出系統(tǒng)。

由于藍(lán)碧石半導(dǎo)體的語音合成LSI中內(nèi)置有通信接口、邏輯、存儲(chǔ)器、放大器，可構(gòu)建不依賴于主控MCU的語音輸出系統(tǒng)，并可減少軟件設(shè)計(jì)工時(shí)，因而在車載應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。

此外，“ML2253x系列”還在上述優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上新增了“播放音異常檢測(cè)功能”，能夠?qū)㈠e(cuò)誤信號(hào)發(fā)送到主控MCU。使用該功能可以檢測(cè)出聲音卡頓等播放音異常情況，有助于進(jìn)一步提高車載語音輸出系統(tǒng)的品質(zhì)。而且，該系列產(chǎn)品還配備了提高開發(fā)便利性的功能，比如支持出廠后的語音數(shù)據(jù)修改，采用可同時(shí)兼顧高音質(zhì)和節(jié)省內(nèi)存的“HQ-ADPCM”壓縮方式等。

新品已于2020年4月起開始出售樣品（樣品價(jià)格1,300日元 / 個(gè)，不含稅），預(yù)計(jì)2020年7月開始量產(chǎn)。

表 車載設(shè)備用ML2253x系列的產(chǎn)品陣容

對(duì)于上表，羅姆半導(dǎo)體（上海）有限公司 技術(shù)中心主管姚玲玲女士解釋道，帶Q的是有內(nèi)置FLASH，沒有帶Q的客戶可以在外面外接FLASH是比較靈活。那么，到底內(nèi)置Flash好還是外置好？實(shí)際上，內(nèi)外的使用上沒有特別講究，客戶往往會(huì)選自己用得順手的種類。

那么，藍(lán)碧石半導(dǎo)體的優(yōu)勢(shì)是什么？①有豐富產(chǎn)品選型，②ISO 26262等汽車安全標(biāo)準(zhǔn)等出爐，汽車安全方面會(huì)越來越受到重視。新的系列產(chǎn)品有播放音檢測(cè)，因?yàn)橐酝到y(tǒng)并不知道現(xiàn)在有沒有在播放，或者有一些產(chǎn)品知道在播放，但是不知道播放的內(nèi)容對(duì)不對(duì)，新系列中加入了播放音異常檢測(cè)功能，可從產(chǎn)品端去提升客戶的安全性。

關(guān)于ML2253x的主要特點(diǎn)，羅姆半導(dǎo)體（上海）有限公司技術(shù)中心高級(jí)工程師佘夢(mèng)怡女士補(bǔ)充如下。

1）播放音異常檢測(cè)功能，可以檢測(cè)出模擬電路的異常反饋給主控MCU，還可以檢測(cè)出在系統(tǒng)端無法確認(rèn)的一些語音播放問題。

2）可通過主控MCU進(jìn)行FLASH的改寫，可在開發(fā)中進(jìn)行修改數(shù)據(jù)，即便是在終端產(chǎn)品上也可以通過主控MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)修改，所以非常便捷與靈活。

3）支持HQ-ADPCM的算法壓縮方式，該算法是由LAPIS聯(lián)合日本九州工業(yè)大學(xué)共同開發(fā)的，可以保持高音質(zhì)和音效的同時(shí)，進(jìn)行一個(gè)高壓縮率的算法。對(duì)比以前通常所用的ADPCM算法和非線性PCM以及PCM算法，其壓縮率可以壓縮到1/5，這樣可以節(jié)省存儲(chǔ)的空間，相應(yīng)地節(jié)省了成本。  

4）具有了所需的各種功能，可以通過命令傳輸錯(cuò)誤檢測(cè)、短路檢測(cè)、高溫錯(cuò)誤檢測(cè)，可以通過這幾個(gè)功能檢測(cè)持續(xù)監(jiān)測(cè)芯片內(nèi)部的異常情況，在發(fā)生異常的時(shí)候我們會(huì)通知主控MCU有助于提高整個(gè)系統(tǒng)的品質(zhì)。

5）對(duì)于語音功能本身，在ML22Q53x系列中全部放了AB類的功放，盡管AB類沒有D類的效率高，但是在抗干擾方面有很出色的表現(xiàn)。因此，該芯片很適用于儀表盤。

3 藍(lán)碧石的語音芯片

藍(lán)碧石半導(dǎo)體的語音芯片經(jīng)歷了40多年的發(fā)展，在日本的銷量占據(jù)業(yè)界第一，全球銷量已經(jīng)達(dá)到了每年1500萬片。

除了車載領(lǐng)域，藍(lán)碧石半導(dǎo)體還涉足消費(fèi)電子、工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域（如下圖）。目前已經(jīng)在量產(chǎn)的產(chǎn)品，在工業(yè)類設(shè)備、民生設(shè)備及車載儀表等一些設(shè)備上有所應(yīng)用。如果是大批量的語音需求，也有系列產(chǎn)品用在車載上。此次推出的是ML22Q53x和22530系列。預(yù)計(jì)在2020年的下半年，藍(lán)碧石半導(dǎo)體還會(huì)繼續(xù)發(fā)布新產(chǎn)品，主要面向民用領(lǐng)域，例如韓國，燃?xì)鈭?bào)警器在2020年8月要具備語音的功能，新產(chǎn)品將面向這方面開發(fā)。