业界首家!家电用微控制器和语音播放功能实现芯片一体化
~使家电产品轻松实现低功耗、高音质的语音功能~

2012-04-10

罗姆集团旗下的LAPIS Semiconductor Co., Ltd.开发出一款单芯片的低功耗微控制器"ML610Q380 系列"产 品,此产品将以往用于家电的控制IGBT注1的PWM电路和LCD 驱动器等微控制器功能、以及高音质、低功耗的语 音播放功能集于一枚芯片,这在业内尚属首家。由于以往用于家电的微控制器没有语音播放功能,因此想追加语音 功能时,语音合成功能和功放需要由不同的芯片组成。而使用本LSI 产品,不仅可以芯片一体化,而且可以替换掉以往用于家电的微控制器,轻松实现语音功能,是需要语音输出的家用电器和遥控器的最佳选择。

本LSI产品融合了凭借低功耗赢得良好销售业绩的LAPIS Semiconductor Co., Ltd.独创的RISC 方式8bitCPU"U8 Core"注2和拥有30年销售业绩的高音质语音合成与高输出功率的功放。并且,内置了控制IGBT 的PWM电路和LCD驱动器,仅用5V电源即可驱动。不仅如此,由于语音播放功能是通过硬件实现的,因此无需进行微控制器软件处理,可轻松实现语音播放。

本产品预计于2012 年5 月开始以月产5 万个的规模陆续量产、出货。

芯片一体化,内置语音功能
※据LAPIS Semiconductor Co., Ltd.调查(截止2012 年4 月2 日)
 

近年来,就如"通用设计"一词所代表的,市场需要无论谁都可以轻松便捷使用的商品,带语音向导功能的商品需求不断増加。另外,"ECO(环保)"也已成为不可或缺的要素,因此,对于低功耗元器件的需求势头强劲。

此产品不仅集成了微控制器、语音功能、功放,LAPIS Semiconductor Co., Ltd.还将控制IGBT 的PWM电路、 LCD驱动器等家用电器所需的外围功能都集于一枚芯片,使待机时的耗电量更低。
 

应用领域

作为最佳的应用实例,例如电饭煲,在煮饭、保温工作中使用AC 电源,煮饭预约时和未使用时,仅对时钟功能使用电池驱动。仅用于时钟功能时的耗电量为3.0µA 以下(Typ.时,显示面板负荷充放电除外),可长时 间驱动,无需更换电池。同样适用于所有小型烹调设备。

想给遥控器追加语音功能时,仅通过更换微控制器 与增加扬声器即可轻松实现"语音遥控器"。此外,为需要长时间播放的客户配备了内置大容量P2ROMTM 注3存储器的产品型号,力争更加完善的产品阵容。

不仅如此,作为使用微控制器进行语音播放的方法,通常通过"中间件"实现播放,而本LSI 产品将高音质的 语音合成引擎以内置硬件的方式实现,与"中间件"方式相比具有以下优点。
①以专用硬件进行处理,无需CPU 的处理,使程序运行更加稳定。
②内置低通滤波器和功放,无需外置零件。
③通过芯片一体化,使扬声器相关零部件之间产生的噪声辐射和噪声混入导致的音质劣化风险降到最低。

另外,语音LSI 产品中内置了在日本国内市场拥有No.1 业绩的语音电路,在音质与音效方面,客户可以一如 既往的安心开发。

LAPIS Semiconductor Co., Ltd.今后也将面向家电市场、车载市场、警报器市场的微控制器与语音应用,不断 完善5V 适用的微控制器、高音质的语音LSI 产品阵容。
 

【特点】

  • 独创的RISC CPU "U8 Core"
  通过 3 级流水线结构注4的并行处理,实现1个指令1个时钟的高速处理。
  • 控制IGBT的PWM电路
  内置了控制IGBT的PWM输出电路。可实现2个通道的单独动作、联动动作。
  • 内置丰富的语音压缩方式与可实现高音质的低通滤波器
  作为语音合成方式,内置了4bitADPCM2/8bit非线性PCM/8bitPCM/16bitPCM, 并具有6.4/8.0/10.7/12.8/16.0/21.3/25.6/32kHz多种采样频率使组合自由度更高。 另外,由于内置了低通滤波器, 可呈现清晰的音质。
  • 内置输出功率0.6W的AB类功放
  内置了可输出高音质大音量的AB类功放。由于内置了可达0.6W高输出功率的功放,因此是语音向导等 用途的最佳选择。
  • 最大达16MbitP2ROMTM 注3内置部件阵容(ML610Q383/384/385)
  ML610Q383/384/385 产品除了128K Byte 的Flash ROM 以外, 内置最大达16Mbit 的P2ROMTM,可确保 语音向导等长时间语音播放所需的容量。 P2ROMTM容量 ML610Q383(4Mbit),ML610Q384(8Mbit),ML610Q385(16Mbit)
  • 片上调试功能
  通过连接片上调试仿真器(商品名"µEASE"),可进行系统工作状态下的软件调试、 基板安装状态下的 Flash 存储器的擦除与写入,非常有助于缩短客户的产品开发时间。
  • 外置振荡器模式与内置振荡模式可自由切换的时钟发生电路
  低速时钟发生电路中,32.768kHz 晶振模式与内置RC 振荡(32.7kHz)模式可进行切换。 高速时钟发生 电路中,可选择内置PLL 振荡模式与晶体/陶瓷振荡模式或外部时钟输入模式。 低速时钟与高速时钟都选 择内置振荡模式时,无需连接外置振荡器即可提供时钟。

【应用领域】

  • IH 电饭煲等各种小型烹调设备
  • IH 烹饪加热器
  • 语音遥控器
  • 各种家电
  • 玩具
  • 遥控器
  • 医疗保健


    【销售计划】

    • 商品名称
    ML610Q380/ML610Q383/ML610Q384/ML610Q385
    • 样品出货时间
    ML610Q380:出货中
      ML610Q383/384:2012年6月
      ML610Q385:2012年4月
    • 样品价格
    ML610Q380:350日元(不含税)
      ML610Q383/384/385:500日元(不含税)
    • 评估板出货时间
    出货中
    • 量产出量产出货时间
    ML610Q380/385:2012年5月
      ML610Q383/384:2012年7月

    【主要规格】

    • RISC 方式8bitCPU (CPU 名称:nX-U8/100)
      最小指令执行时间 约 30.5µs(@32.768kHz 系统时钟) 约 0.122µs(@8.192MHz 系统时钟) @DVDD=2.2V~5.5V
    • 内部存储器
      内置128K Byte Flash ROM(64K×16bit) 内置 2K Byte RAM(2048×8bit) 内置最大达16Mbit 的P2ROMTM(ML610Q383/384/385) P2ROMTM容量 ML610Q383(4Mbit),ML610Q384(8Mbit),ML610Q385(16Mbit)
    • 中断控制器
      非屏蔽中断2个因素(内部因素:1个、外部因素:1个) 可屏蔽中断24个因素(内部因素:20个、外部因素:4个)
    • 时基计数器
      低速侧时基计数器×1ch 高速侧时基计数器×1ch
    • 看门狗定时器
    • 定时器
      8bit×6ch(16bit 配置亦可)
    • PWM
      分辨率16bit×2ch(IGBT 控制器)
    • 语音输出功能
      语音合成方式: 4bit ADPCM2 / 8bit 非线性PCM / 8bit PCM / 16bit PCM
      采样频率: 6.4 / 8 / 10.7 / 12.8 / 16 / 21.3 / 25.6 / 32 kHz
    • 输出功率0.6W的功放
    • 同步串行端口×2ch
    • UART(半双工通信)×2ch
    • I2C总线接口(主站功能)
    • 逐次比较型10bitA/D 转换器(最大8ch)
    • 通用端口数45(最大)
    • LCD 驱动器
      最大96点(24seg×4com)、1/1~1/4 占空比
    • 电源电压检测功能
    • 重置
    • 时钟
      低速侧时钟: 晶振(32.768kHz)、内置RC 振荡(32.7kHz)
      高速侧时钟: 晶振(32.768kHz)、内置RC 振荡(32.7kHz)
    • 电源管理
    • 工作电流(Typ.)
      待机时 HALT模式:2.0A
        STOP模式:0.7A
      工作时 32kHz:13µA (CPU 使用率100%、VDD=3V)
        8MHz:5mA (CPU使用率100%、VDD=5V)
    • 出货形态80引脚QFP
    • 工作保证范围
      工作温度: -40ºC~70ºC
      工作电压: DVDD=P5VDD= 2.2V~5.5V、SPVDD =4.5V~5.5V、VREF =4.5V~5.5V

    【术语解说】

    注 1: IGBT
      用于IH 厨具加热用线圈的控制等,是半导体开关元件的一种(Insulated Gate Bipolar Transistor)。 通过PWM等的开关控制(变频控制)给线圈提供高频电流,从而进行厨具的温度调节。
    注 2: 8bitCPU"U8 Core"
      通过减少指令集提高运算速度的处理器(Reduced Instruction Set Computer)。但是,LAPIS Semiconductor Co., Ltd.独创的"nX-U8/100"具备bit 操作指令和乘法指令、除法指令等丰富的指令(58 种指令)。
    注 3: P2ROMTM
      LAPIS Semiconductor Co., Ltd.独创的非易失性存储器。(Production Programmed ROM)
    注 4: 流水线处理
      将执行指令的各单元(提取、解码、执行)分割使之独立工作,从而进行指令的并行处理。
    ※ 本文所提及的公司名称、商品名称基本上是各公司的商标或注册商标。
    LAPIS Semiconductor Co., Ltd. 官方网站:http://www.lapis-semi.com/cn/

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