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說話時(shí)能播放背景音樂的語音合成芯片SC-691
摘要：SC-691是美國SENSORY公司生產(chǎn)的一種高質(zhì)量低數(shù)據(jù)率的語音和背景音樂合成芯片。它能夠支持多種語音合成算法，其數(shù)據(jù)率最低可達(dá)1.0bps。SC-691工作于從模式，因而無需特定的開發(fā)環(huán)境。其最大特點(diǎn)是在播放語音的同時(shí)可以播放背景音樂。凡是需要播放語音和音樂的產(chǎn)品中都可以使用它。
關(guān)鍵詞：SC-791；語音合成；從合成器
１ 概述
ＳＣ－６９１是美國ＳＥＮＳＯＲＹ公司ＳＣ－６ｘｘ語音合成芯片家族的一員。它工作于從模式，可接收來自主機(jī)的命令和語音壓縮數(shù)據(jù)，然后將其轉(zhuǎn)換成語音輸出。由于使用它不需掌握ＳＣ－６ｘｘ的編程知識(shí)，所以是ＳＣ－６ｘｘ家族里最易使用的產(chǎn)品。
ＳＣ－６９１是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的從合成器，可以和主處理器一起工作，可應(yīng)用于各種跟語音相關(guān)的產(chǎn)品中，如安全系統(tǒng)、學(xué)習(xí)輔助工具、游戲和玩具等。它的高質(zhì)量、低位率加密、易于與主機(jī)匹配的界面、數(shù)字增益可控制、低功耗睡眠模式以及低壓工作等特性使其成為需要長時(shí)間播放語音、開發(fā)周期短、以及要通過從機(jī)來控制周邊裝置等應(yīng)用的理想器件。
ＳＣ－６９１支持多種語音合成算法。不同算法所用到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量不同。當(dāng)采用ＭＸ的合成算法時(shí)，最低的數(shù)據(jù)率可達(dá)１．０ｂｐｓ，亦即一秒的語音數(shù)據(jù)只占一個(gè)位的空間。用戶可以自己權(quán)衡語音質(zhì)量與數(shù)據(jù)空間的關(guān)系，以滿足自己的性能價(jià)格要求。
ＳＣ－６９１的最大特點(diǎn)是其播放單通道ＦＭ音樂可與ＣＸ／ＭＸ語音數(shù)據(jù)同步進(jìn)行，這使得ＳＣ－６９１能在以ＭＸ／ＣＸ格式說話的同時(shí)播放背景音樂。
２ 主要特性
ＳＣ－６９１語音合成芯片具有如下特性：
●通過寄存器擴(kuò)展可提供無限長時(shí)間的語音播放；
●運(yùn)行速度高達(dá)１２．３２ＭＩＰＳ；
●支持多種算法，其數(shù)據(jù)率范圍：在ＭＸ及８ｋＨｚ采樣頻率時(shí)可達(dá)１．０ｋｂｐｓ～－３．５ｋｂｐｓ；而在ＣＸ及８ｋＨｚ采樣頻率時(shí)，則分別為３．０ｋｂｐｓ、３．７ｋｂｐｓ、４．５ｋｂｐｓ、６．２ｋｂｐｓ、７．７ｋｂｐｓ和１１．２ｂｐｓ。
另外?該器件還具有ＡＤＰＣＭ、單通道ＦＭ合成、單通道ＦＭ與ＣＸ／ＭＸ的混合模式等。
●采用中斷驅(qū)動(dòng)來傳送語音與命令；
●具有６級(jí)數(shù)字增益控制；
●帶有４個(gè)用戶可配置的Ｉ／Ｏ口；
●具有可選的４位或８位數(shù)據(jù)總線；
●有三種降低功耗的待機(jī)模式，可延長電池壽命（深度睡眠模式下電流小于１０μＡ）；
●時(shí)鐘可選，用戶可根據(jù)情況選擇低成本的１％電阻或高精度３２．３６８ｋＨｚ晶振做系統(tǒng)時(shí)鐘；
●低電壓工作（３Ｖ～５．２Ｖ），適用于手持產(chǎn)品；
●４位模式時(shí)可在任何時(shí)候停止說話，并可在支持說話的同時(shí)傳送命令，以執(zhí)行一定的任務(wù)，可直接驅(qū)動(dòng)３２Ω的揚(yáng)聲器；
●在播放ＣＸ／ＭＸ語音數(shù)據(jù)時(shí)可播放單通道的ＦＭ音樂；
●具有裸片與６４腳ＬＱＦＰ封裝可供選擇。
３ 引腳功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)
ＳＣ－６９１具有３６腳裸片和６４腳ＬＱＦＰ兩種封裝形式。圖１是其ＬＱＦＰ封裝的引腳排列圖，各引腳的功能說明如表１所列。圖２是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。
表1 SC-691的引腳說明
引 腳 引腳名 I/O類型 功 能 39～36 DATA0～DATA3 輸入/輸出 數(shù)據(jù)位0～3 35 DATA4或DATA/COMMAND 輸入/輸出 4位模式時(shí)為DATA/COMMAND腳，用來指示主機(jī)傳送的命令還是數(shù)據(jù)。8位模式是數(shù)據(jù)位4 3432 DATA5～DATA7 輸入/輸出 數(shù)據(jù)位5～7（8位模式時(shí)） 6 INRDY 輸出 從機(jī)向主機(jī)發(fā)出的輸出信號(hào)。低電平表明SC-691準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)或命令。高電平指示SC-691處于忙狀態(tài)，主機(jī)不能寫任何數(shù)據(jù)或命令給它 5 OUTRDY 輸出 從機(jī)向主機(jī)發(fā)送的輸出信號(hào)。低電平指示SC-691準(zhǔn)備向主機(jī)發(fā)送命令或數(shù)據(jù) 43～40 PD4～PD7 輸入/輸出 通用I/O總線 3 R/W 輸入 來自主機(jī)的輸入信號(hào)。主機(jī)讀操作時(shí)將其置高，寫操作時(shí)將其置低 4 STROBE 輸入 來自主機(jī)的輸入信號(hào)。在讀寫序列里與R/W信號(hào)聯(lián)合使用。在讀/寫操作的序列里，該信號(hào)被拉成高-低-高 15 OSCOUT 輸出 阻抗振蕩器/晶體振蕩器的輸出端 14 OSCIN 輸入 阻抗振蕩器/晶體振蕩器的輸入端 13 PLL 輸出 鎖相環(huán)濾波器的輸出 11 SCANIT 輸入 掃描口數(shù)據(jù)輸入 8 SCANOUT 輸出 掃描口數(shù)據(jù)輸出 10 SCANCLK 輸入 掃描口時(shí)鐘 9 SYNC 輸入 掃描口同步 7 TEST 輸入 測試模式 47 DACP 輸出 數(shù)模加輸出 45 DACM 輸出 數(shù)模減輸出 12 RESET 輸入 復(fù)位腳，低電平有效 1，2，31，44，46 VDD 處理器電源，額定電壓為5V 16，48，49，64 VSS 接地
４ 應(yīng)用
ＳＣ－６９１型語音和音樂合成芯片的電源電壓（ＶＤＤ）范圍為３～５．２Ｖ，它的ＣＰＵ時(shí)鐘 ｆ?ＣＰＵ?范圍為６４～１２３２０ｋＨｚ，其ＤＡＣＰ和ＤＡＣＭ間的負(fù)荷電阻Ｒ?ＤＡＣ?最小應(yīng)大于３２Ω。
根據(jù)通信數(shù)據(jù)總線的寬度不同，ＳＣ－６９１具有兩種通訊模式：４位模式和８位模式。兩種模式所需的總線資源如表２所示。
表2 通訊資源分配表
具體總線 SC-691（4位模式） SC-691（8位模式） 數(shù)據(jù)線總線 4 8 控制線總線 3（STROBE，R/W，data/command） 2（STROBE，R/W） 狀態(tài)線總線 2（INRDY，OUTRDY） 2（INRDY，OUTRDY） 通用I/O口總線 4 4 命令支持（說話時(shí)） 是 束
圖３是一個(gè)語音電子書的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。其中可插式存儲(chǔ)卡內(nèi)存儲(chǔ)的是ＳＣ－６９１可用的語音數(shù)據(jù)。通過更換可插式存儲(chǔ)卡的內(nèi)容可以更換電子書的內(nèi)容。一般情況下，可使用ＭＭＣ卡。
主控機(jī)通過串行接口可以與ＰＣ機(jī)進(jìn)行通訊，以便更換電子書的內(nèi)容。主控機(jī)讀取卡內(nèi)數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)傳送到ＳＣ－６９１可將其播放出來。
利用ＳＣ－６９１可將接收到的語音數(shù)據(jù)（即電子書內(nèi)容）信號(hào)進(jìn)行合成并播放。利用顯示模塊通過文本形式可將電子書的內(nèi)容顯示出來。
輸入模塊用于對(duì)電子書進(jìn)行控制，如開關(guān)機(jī)、讀書等。在該系統(tǒng)中，主控機(jī)與ＳＣ－６９１間以４位模式進(jìn)行通訊。
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