基于单晶片CMOS语音合成的ASIC设计
引言
近年语音集成电路获得迅速发展，其应范围越越广，自动售货机、ATM柜员机，部直通电话机以及玩具等方面应量语音合成芯片。该芯片部采脉宽调制，数字信号确还原成模拟信号，从而使得电路输出端不需接D/A转换；同时使芯片能够以纯数字电路形式实现，因此以方便地语音合成电路做成专集成电路（ASIC），这样以提电路抗干扰能力，增加该系统工作稳定性，同时降生产成本简化板级电路复杂度。
1、语音合成芯片结构
该语音合成芯片首先语音资料以LOGPCM编码方式存入ROM，语音总长35秒，其分割成4个语音段，2个触发键，以根据不同需求确定该芯片触发方式，每个语音段指定不同播放速度，设定“语音组跳跃功能”现语音段（S1）播放完，接着播放指定语音段，并以进步设定这个指定语音组否需无限循环播放。同样两个触发键选择输入或输出端，音频输出PWM1PWM2 两个输出端，直接驱动喇叭；频率振荡器有两种选择：部调电阻式频率振荡器部频率振荡器。该芯片总体设计框图如图1所示。
2、语音合成芯片工作原理
本语音合成芯片有两个控制信号端：IO1IO2，共有四段语音容，根据设计求IO2优先级别于IO1，通过不同输入播放不同语音段语音信号，而且两个控制信号IO1IO2触发方式都采边缘触发，语音无重触发（段盖段）功能，而且每触发次输出段语音容，循环有序输出各段语音。芯片工作，IO2开始触发则播放第段语音（S1），如果IO2电平时，此时IO1触发无效；当IO2电平时，IO1触发则播放最段语音（S4），假如IO2继续触发，依次循环输出各段语音。
3．语音合成芯片设计
3.1 时序产生电路
这部分电路给整个语音合成芯片提供时钟信号，该语音合成芯片只包括个时钟，就播放速度。芯片以LOGPCM编码方式所存储语音信息8位，采PWM进行调制，就需至少28倍PWM数据读频率进行调制，使得PWM信号输出占空比能实现256级。语音信号以8KHz采样频率，因此以8K×256=2M时钟频率进行调制，从而实现芯片常播放。ASIC设计，达2MHz时钟频率，采环行振荡器，该电路3个CMOS反向器，1个电容个片电阻，调节片电阻以产生不同频率振荡信号，因此以通过改变部电阻值实现不同播放速度。同时芯片部二分频电路串联实现28分频。
3.2 输入信号控制模块电路
输入信号控制模块输入信号IO1IO2ROM地址进行端控制，确定播放语音段，该芯片设计ROM有16根地址，8根数据线，语音分割成四段，每段语音占据4000H个地址单元，第段语音存储地址范围从0～3FFFH，第二段语音存储地址范围从4000H～7FFFH，第三段语音存储地址范围从8000H～BFFFH，第四段语音存储地址范围从C000H～FFFFH。该电路设计，避免些状态误动作，故输入信号IO2、IO1进行两级寄存，首先检测IO2升沿，当IO2升沿，signal输出端口先输出“00”信号（signal输出端就级模块：地址输出模块信号控制输入端）；使得每检测次IO2升沿，就让个2位计数器加1，IO2经过寄存器
