語音合成芯片情況介紹和產(chǎn)品設(shè)想
2003/05/06
我們這里討論的語音合成（Speech Synthesis）是指將壓縮編碼后的語音文件解碼還原成原聲的技術(shù)，至于更高級的如TTS技術(shù)等，不在此次討論范圍。
目前主要的語音壓縮編碼技術(shù)有ADPCM、LPC、CELP、MELP、SACM等等。
目前在消費(fèi)性電子產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的語音合成芯片是Sensory的SC6xx系列，包含601、604、605、614、691等型號，此產(chǎn)品線是從TI收購來的。TI對應(yīng)的型號是MSP50C601/604/605/614、MSP53C691。其中691其實(shí)是一種掩膜后的614，掩膜程序是一個(gè)包含了解碼算法子程序及其調(diào)用接口，因此用戶可以不用關(guān)心解碼算法的細(xì)節(jié)，用任意的MCU來調(diào)用它。因?yàn)槠湟子眯裕琒C691相對用量最大。
因?yàn)橛玫氖荰I的DSP技術(shù)，所以SC6xx從性能上來說，比同類其它芯片要好很多，支持LPC、CELP、MELP等多種格式，最低編碼速率達(dá)到1Kbps。
在MSP50C6xx之前，TI還推出過MSP50C3x系列芯片，該系列芯片只支持LPC算法，但從音質(zhì)上來說還是非常好的。我們現(xiàn)在正在以自有品牌推廣的JT-10芯片其實(shí)就是MSP50C30的改進(jìn)版。
相對來說，臺灣產(chǎn)的芯片價(jià)格便宜一些，功能也不錯(cuò)，但不知道是不是因?yàn)橹R產(chǎn)權(quán)的問題，臺灣芯片基本上都不采用LPC、CELP、MELP算法。比如Sonix
SNC745就采用自己的算法，而Sunplus SPDS107采用SACM算法，所以在相同碼率時(shí)，音質(zhì)就要差一些。一般臺灣芯片最低碼率可以做到2.4K左右。
附表是主要語音合成芯片的特性比較。
表中所列芯片都是長時(shí)間（超過10分鐘）、大容量的芯片，主要應(yīng)用領(lǐng)域是早教機(jī)、外語學(xué)習(xí)機(jī)、語音電子書、旅游介紹產(chǎn)品等等。單以早教機(jī)而言，據(jù)行內(nèi)人士估計(jì)，今年出貨量（含出口）將達(dá)到100萬以上，而且在飛速增長之中，成為第二個(gè)"復(fù)讀機(jī)"行業(yè)，也不是不可能的事。所以，我們覺得國內(nèi)的IC公司，瞄準(zhǔn)這個(gè)行業(yè)，應(yīng)該是大有可為的。
下面是我推薦的三個(gè)芯片規(guī)格，供參考。
1、SC-614的兼容芯片。外接存儲(chǔ)器用于存放客戶應(yīng)用程序、語音數(shù)據(jù)，而片內(nèi)則保留部分固化ROM，內(nèi)容包括：（1）LPC、CELP、MELP解碼例程，供客戶應(yīng)用程序調(diào)用，降低編程復(fù)雜度；（2）In-System-Program程序，用于從串口接收應(yīng)用程序代碼和語音數(shù)據(jù)并寫入片外存儲(chǔ)器（如果片外存儲(chǔ)器是Flash的話）。
此芯片特點(diǎn)是成本適中（比全掩膜方式成本高），客戶靈活度大，但缺點(diǎn)是SC-6xx指令系統(tǒng)復(fù)雜，匯編語言編程不易。
2、SC-691全兼容芯片，或者和第一種合在一起，成為三模式芯片。模式一：下載模式；模式二：主控模式，運(yùn)行片外存儲(chǔ)器中的程序；模式三：從模式，也就是標(biāo)準(zhǔn)SC-691的應(yīng)用模式，需要外加MCU
此芯片運(yùn)行于主控模式時(shí)，成本適中，客戶靈活度大。如果客戶需要快速開發(fā)，則可以運(yùn)行于從模式，雖然系統(tǒng)成本要高一些。
3、做一顆SOC，片上集成高速M(fèi)CS51核 + SC-691內(nèi)核。MCS51核要盡可能標(biāo)準(zhǔn)，以充分利用現(xiàn)有的開發(fā)平臺（C51平臺及仿真器）。
此規(guī)格成本要高于主控模式，但要低于MCU+SC691模式。最大的好處在于開發(fā)容易。
當(dāng)然如果能用自己的高速8051實(shí)現(xiàn)LPC、CELP、MELP的算法，那就最好，能做到成本最低、應(yīng)用速度最快。
所有的規(guī)格都要注意：
（1）Melody音樂合成功能（所謂的多少多少和弦）必不可少。
（2）ISP功能很有用。
（3）小量時(shí)外部存儲(chǔ)器到大量時(shí)的內(nèi)部掩膜ROM方案的平滑過渡能力很重要。
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廠商 芯片系列
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Sensory SC-6xx
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Sonix SNC745
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Sunplus SPDS107A
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JT-10
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內(nèi)核
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16 bit MCU+DSP
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16 bit MCU+DSP
|
8bit MCU+16bit DSP
|
8bit MCU+16bit DSP
|
|
處理能力
|
12Mips@12.32MHz
|
9Mips@18MHz
|
|
12Mips@16Mhz
|
|
RAM
|
640*16bit
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2K*16bit
|
128*8bit
|
922*8bit
|
|
PROGRAM ROM
|
32Kx 17bit
|
32K*16bit
|
31K*8bit
|
32K*16bit
|
|
DATA ROM
|
Upto 288KBt
|
960KB
|
990KB
|
Upto 16MB
|
|
DAC/PWM
|
DAC/PDM
|
DAC/PWM
|
PWM
|
PWM
|
|
DAC/PWM精度
|
10bit
|
10bit
|
10bit
|
|
|
喇叭驅(qū)動(dòng)
|
直接
|
直接
|
直接
|
直接
|
|
壓縮格式
|
CX,MX,ADPCM
|
自有格式
|
SACM
|
LPC
|
|
DataRate
|
1.0kbps~11.2kbps
|
2kbps/12kbps /24kbps
|
2.4kbps~
|
1.2kbps~
|
|
Speech Channels
|
?
|
2
|
3
|
2
|
|
Melody Channels
|
14
|
4
|
|
|
最大回放時(shí)間
|
2220S(內(nèi)部ROM)
外接ROM最大可達(dá)18小時(shí)
|
3840S
|
1650S
|
外接ROM最大16小時(shí)
|
|
I/O
|
16 24 32 64
|
16
|
23
|
32
|
|
定時(shí)器
|
2個(gè)17bit定時(shí)器
|
3個(gè)8bit定時(shí)器
|
2個(gè)12bit定時(shí)器
|
|
|
中斷
|
15
|
9
|
7
|
|
|
RTC
|
軟件RTC
|
軟件RTC
|
軟件RTC
|
|
|
Watch Dog
|
Yes
|
Yes
|
No
|
|
|
時(shí)鐘源
|
32.768KHz晶振/
內(nèi)部RC振蕩
|
16MHz晶振/RC振蕩
|
20MHz晶振/
內(nèi)部RC振蕩
|
16MHz晶振
|
|
工作頻率
|
64KHz~12.32MHz
|
16MHz
|
MCU<5M DSP=20M
|
16MHz晶振
|
|
供電電壓
|
3V~5.2V
|
3.6~5.1V
2.4~3.6V
|
2.4V~3.6V
|
2.7V~5.5V
|
|
休眠電流
|
<10uA
|
2.0uA
|
RTC Stop:2uA
RTC with Rosc:3uA
RTC with Xtal:100uA
|
100uA
|
|
開發(fā)工具
|
匯編 C語言
|
匯編,Easy Format
|
?
|
匯編
|
|
其它
|
1bit比較器
(可用作電壓監(jiān)測)
|
|
|
|
|
參考價(jià)格
|
15
|
11．2
|
￥11.50
|
￥12
|
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