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语音输出功能式低功耗微控制器
ML610Q38x系列

2012 News Release

2012.4.10

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

概要

    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。

 

* 截止4月2日  据LAPIS Semiconductor Co., Ltd.调查。

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)。
背 景

  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。

新产品详情

  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。

ML610Q792パッケージ

  作为最佳的适用领域,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4bit ADPCM 2 / 8bit 非线性 PCM / 8bit  PCM / 16bit PCM,
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。

术语解说

  • 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。

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 ) @ DVD D = 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:内置PLL振荡、晶体/陶瓷振荡 ( 8MHz )、外部时钟输入
电源管理
工作电流 ( Typ. )
待机时 HALT模式 : 2.0µA  STOP模式 : 0.7µA 
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
動作温度 : -40°C - 70°C
工作温度 : -40°C - 70°C
工作电压 : DVD D = P5VD D = 2.2V - 5.5V,SPVD D =4.5V - 5.5V, VREF = 4.5V - 5.5V

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