OKI成功开发内置语音合成芯片的微控制器，实现单芯片化将功耗降低了30%
内存容量及周边功能各异的6种兼容产品同时推向市场
ML610300系列
2007年2月13日，东京 -- 冲电气工业株式会社(以下简称OKI)报道，成功开发了内置单芯片化高音质语音回放功能的语音合成芯片及OKI独创的高性能8bit CPU核心的微控制器「ML610300系列」。该商品通过消除高频噪音成分，完美再现语音波形，真实地再现了人声及效果音。而且，实现了单芯片化，与以往同等情况下由两个芯片构成的系统相比能降低30%以上的功耗，同时能将安装面积降低到二分之一以下。
即日起，开始向市场供应评估用闪存ROM(Flash ROM)版2种型号的样品。而且，2007年5月开始受理适合批量生产的掩模ROM(Mask ROM)版编码，力争实现全系列商品每月销售100万片的目标。
开发背景
目前，各种商品中常用蜂鸣音(电子音)作为操作音、报警音。但是，从便于使用、安全性等角度出发，要求准确传递蜂鸣音，因此，用任何人都易懂的「人声」来实现该效果的设备需求日益高涨。而且，随着电子设备的不断小型化，低功耗、省空间的需求应运而生。
OKI的语音合成芯片采用了能非常清晰再现人能听清的音域，更好实时再现「人声」的OKI自主开发的OKIADPCM2™(注1)。而且，控制语音合成芯片的CPU采用了在数码照相机等小型电子设备中富有实际业绩的，OKI独创的高性能8bit RISC CPU nX-U8/100(注2)作为核心。本「ML610300系列」还单芯片化了语音合成芯片与CPU，实现了低功耗及高音质的语音回放。
OKI集团的半导体方案公司的森丘正彦总裁表示:“本芯片内置了数字低通滤波器LPF(Low Pass Filter)及语音专用高精度12bit D/A转换器。因此，可以消除高频噪音成分，完美再现语音波形，能够实现高音质语音、音响效果。进而，积聚了串口、10bit A/D转换器、LED驱动端口及8bit计时器等范围广泛的周边功能，作为实际应用，可以适用于火灾报警器等防灾设备、热水器等家庭设备。而且，内置了低功耗模式，还能适用于防范用蜂鸣器等便携式小物件。”
本商品特点
- 占有日本国内8成以上市场份额的OKI语音合成芯片水平的高品质
除了OKI的语音合成技术之外，还内置了数字低通滤波器LPF及语音专用12bit D/A转换器，能消除高频噪音成分，真实再现语音波形，从而能完美再现达到及超过最新型OKI语音合成芯片水平的高音质语音及音响效果。
- 采用最适合电池驱动系统的低功耗模式
随着便携式设备需求的日益高涨，为了对应电池驱动系统，采用了具有低速、高速两个时钟发生电路的双时钟结构，低速模式能在低功耗下工作。
- 具有低功耗、高性能8bit CPU核心
为了让本芯片的CPU核心能高效执行指令及进行演算，采用了能并行处理的3段管线架构(Pipeline architecture)(注3)。因此，能充分发挥语音回放用软件处理及A/D转换等周边功能控制性能。而且，通过OKI的低功耗技术，能在1.8V低电压及低电流下工作。
- 最优化及扩展了语音回放时间
语音合成方式采用了4bit的OKI ADPCM2及8bit、16bit Straight PCM，而且，采样频率能对应4kHz～16kHz之间的7种频率等，在有限的内置ROM中也能调整语音与应用程序所必须的容量。并且，通过接带串行外设接口(SPI: Serial peripheral interface)的ROM，可以延长语音回放时间。
今后的计划
森丘总裁还表示:“今后，OKI还将充实商品阵容，以创出健康保健商品、数字家电等多姿多彩的应用为目标，开发、销售能再现丰富多彩声音的高性能且有利于环保的低功耗微控制器。”
销售计划
- 商品名称
- ML610300系列
- 样品价格
- ML610Q316MB 500日元(不含消费税)
- 样品供货
- Flash ROM版(ML610Q316MB/ML610Q326TB)可以供货
- 开始受理
- Mask ROM用编码时期： 2007年5月
- 销售目标
- 全系列每月销售100万片
商品规格概要
- CPU
- OKI 8bit RISC CPU nX-U8/100
- 语音输出
- 12bit D/A转换器、数字LPF、Mono
- 语音合成方式
- 3种(4bit ADPCM2/8bit Straight PCM/16bit Straight PCM)
- 采样频率
- 7种(4kHz/5.3kHz/6.4kHz/8kHz/10.7kHz/12.8kHz/16kHz)
- 语音播放时间
- 标准24秒(128KB ROM@4bitADPCM2、8kHz)
标准16秒(96KB@ROM 4bitADPCM2、8kHz) - 串口
- UART 1、FT(SPI互换) 1
- 计时器
- 8bit计时器2、WDT 1、时基计数器TBC(Time-base counter)1
- 其他周边功能
- I/O端口(*1)、10bit A/D转换器(*1)
- 功耗控制功能
- Stop/Halt模式、周边功能块 On/Off控制
- 内置ROM (*1)
- 内置RAM (*1)
- 工作电压
- 1.8～3.6V
- 工作频率
- 高速：4.096MHz(水晶/陶瓷振荡) 低速：32.768kHz(水晶振荡)
- 消费电流(Typ.)
- 1.0µA@STOP、2.0µA@32kHz HALT、1.2mA@4MHzCPU工作时
- 工作温度范围
- Flash ROM版：-20～+70℃ Mask ROM版：-40～+85℃
- 封装方式(*1)
*1 封装方式因商品种类不同而不同。具体如下表所示：
| ML610300系列产品 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 产品型号 | ML610310- xxxMB |
ML610315- xxxMB |
ML610Q316MB | ML610325- xxxTB |
ML610326- xxxTB |
ML610Q326TB |
| ROM | 96KB MROM | 128KB FLASH | 96KB MROM | 128KB MROM | 128KB FLASH | |
| RAM | 512B | 1KB | ||||
| I/O端口 | 14根 | 28根 | ||||
| LED端口 | 2根 (*2) | 4根 (*2) | ||||
| A/D转换器 | — | 10bit×2根 | 10bit×4根 | |||
| 封装 | 30pinSSOP(0.65mm pitch/ 9.7mm×7.6mm) | 48pinTQFP(0.5mm pitch/7.0mm×7.0mm) | ||||
*2 端口 与I/O端口共用
用语说明
- 注1：OKI ADPCM 2 (Adaptive Differential Pulse Code Modulation2)
自适应差分脉冲编码调制，是OKI自主开发的语音压缩伸张算法。以每个采样周期为单位，可以将16bit的语音数字信号压缩及伸张为4bit的方式。
- 注2：OKI独创的高性能8bit RISC CPU nX-U8/100
具有管线(Pipeline)处理、16bit/1word构成的基本指令长度、丰富的指令组合·内存寻址(memory addressing)等特点的OKI自主开发的CPU核心。
- 注3：管线架构(Pipeline architecture)
用于CPU高速处理，能并列处理构成CPU指令处理的多个执行阶段的构造。
关于冲电气工业株式会社(OKI)
冲电气工业株式会社(OKI)创立于1881年，是日本最早的电子通信产品生产厂家。总公司在东京。120多年来，OKI以“Open up your dreams”(开启您的梦想)为品牌标语，朝着国际化企业飞跃的目标奋斗!在信息通信一体化系统、半导体电子元器件领域、打印机事业上，为广大用户提供着高质量、技术先进的最佳解决方案，为e社会充实无所不在服务作贡献。
详细资料请参阅OKI中文网页：http://www.oki.com/cn/。
- 冲电气工业株式会社以达到全球认知的成长型企业为目标，将公司的标记统一变更为“OKI”。但OKI的正式公司名称不变，仍为“冲电气工业株式会社”。
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