語(yǔ)音處理技術(shù)是下一代多模式交互的人機(jī)界面設(shè)計(jì)中的核心技術(shù)之一。隨著消費(fèi)類電子產(chǎn)品中對(duì)于高性能、高穩(wěn)健性的語(yǔ)音接口需求的快速增加，嵌入式語(yǔ)音處理技術(shù)快速發(fā)展。嵌入式語(yǔ)音處理系統(tǒng)在硬件上通�；趌si、mcu、dsp等芯片方案，軟件上采用語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音壓縮編解碼、回聲消除等技術(shù)，可以應(yīng)用于手持設(shè)備、智能家電等多個(gè)領(lǐng)域，賦予這些設(shè)備人性化的交互方式和便利的使用方法；也可應(yīng)用于益智類產(chǎn)品中，例如聲控玩具、語(yǔ)言教學(xué)設(shè)備；還可以應(yīng)用于車載通信設(shè)備中實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流，提供安全、便捷、高效的操控接口。

    目前，手機(jī)廠商推出的新款高檔手機(jī)中已經(jīng)加入非特定人姓名撥號(hào)、低速率語(yǔ)音壓縮編解碼、回聲消除等語(yǔ)音處理的功能。然而，這些解決方案普遍存在不能同時(shí)兼顧性能和價(jià)格的弱點(diǎn)，不能滿足和適應(yīng)集成化要求高、成本控制嚴(yán)格的嵌入式系統(tǒng)要求。

    基于unilite芯片的嵌入式語(yǔ)音處理綜合方案

    根據(jù)市場(chǎng)對(duì)嵌入式語(yǔ)音處理系統(tǒng)的需求，凌聲芯語(yǔ)音科技有限公司推出了新一代的低成本高性能嵌入式語(yǔ)音處理綜合方案。該方案基于語(yǔ)音處理專用芯片unilite，具有如下特點(diǎn)：

    1. 支持高性能中小詞匯量文本輸入的非特定人語(yǔ)音識(shí)別；

    2. 支持低速率語(yǔ)音壓縮，語(yǔ)音壓縮率在8kbps以下；

    3. 低成本，芯片的總成本控制在三美元以下；

    4. 低功耗，系統(tǒng)的平均功耗控制在100毫瓦以內(nèi)；

    5. 基于soc架構(gòu)，集成度和穩(wěn)定性高；

    6. 系統(tǒng)具有較強(qiáng)的對(duì)外控制能力；

    7. 速度快，能滿足語(yǔ)音處理的實(shí)時(shí)性要求。

    unilite芯片結(jié)構(gòu)和參考設(shè)計(jì)

    unilite芯片專為語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音處理應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計(jì)，芯片采用高集成度的soc結(jié)構(gòu)，以0.18um工藝制造。其核心處理器件是一顆16位高速定點(diǎn)dsp，運(yùn)算速度最高可達(dá)104mips，承擔(dān)控制和運(yùn)算的任務(wù)。這種簡(jiǎn)化的單dsp系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)資源得到有效調(diào)配，降低了系統(tǒng)的整體功耗。片內(nèi)集成了16kb的sram程序存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)應(yīng)用程序和驅(qū)動(dòng)程序；12kb的sram數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所需要的數(shù)據(jù)；32kb的rom程序存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)語(yǔ)音識(shí)別以及語(yǔ)音壓縮的算法；20kb的rom數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)語(yǔ)音處理算法中所用的常數(shù)表。

    這種ram與rom存儲(chǔ)器相結(jié)合的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在保證應(yīng)用靈活性的同時(shí)大大降低了系統(tǒng)的整體成本。unilite芯片中還集成了一路codec通道，采用σ-δ調(diào)制方式，能夠在8/16khz的采樣頻率下得到12位線性量化的數(shù)據(jù)。這樣可根據(jù)具體應(yīng)用的要求處理不同質(zhì)量的語(yǔ)音或音頻信號(hào)。unilite還集成了16個(gè)gpio口和其它外圍通信設(shè)備接口。實(shí)現(xiàn)與外部存儲(chǔ)器，pc等外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，提供與用戶間的輔助交互接口。unilite芯片結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    以u(píng)nilite芯片作為核心處理器件構(gòu)成系統(tǒng)，外部只需擴(kuò)展flash存儲(chǔ)器、電源芯片、啟動(dòng)芯片等少量芯片即可構(gòu)成完整系統(tǒng)應(yīng)用。圖2是以u(píng)nilite芯片為核心的系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)方案。其中：

    1. 電源模塊提供給系統(tǒng)三路穩(wěn)定電源，分別為3.3v(20ma)、2.5v(20ma)、1.8v(60ma)；

    2. 啟動(dòng)管理模塊為unilite啟動(dòng)所需的專用芯片；

    3. spi flash存儲(chǔ)器芯片為unilite工作必需的芯片，存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)信息；

    4. nand flash存儲(chǔ)器芯片為系統(tǒng)選配芯片，可用于大容量存儲(chǔ)語(yǔ)音數(shù)據(jù)；

    5. 功放芯片為系統(tǒng)外接喇叭時(shí)所需器件。

    圖1：unilite芯片的結(jié)構(gòu)框圖

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