SYN6288E

SYN6288E 中文语音合成芯片数据手册 SYN6288E语音合成芯片 数据手册 北京宇音天下科技有限公司 010-62986600 010-62969399 www.tts168.com.cn 宇音天下官方订阅号 © Beijing Yu tone World Technology Co., Ltd. 第 1 页 / 共 39 页 SYN6288E 中文语音合成芯片数据手册 版本 日期 修改记录 V1.0 2021-06-08 正 式 发 布 版 本 ， SYN6288 封 装 更 改 为 LQFP32L ， 芯 片 型 号 更 改 为 SYN6288E；内部通讯协议、管脚顺序、管脚外围电路与 SYN6288 一致。 © Beijing Yu tone World Technology Co., Ltd. 第 2 页 / 共 39 页 SYN6288E 中文语音合成芯片数据手册 目 录 1．概述................................................................................................................................................................... 5 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 产品应用范围 .................................................................................................................................................... 5 功能特点 ............................................................................................................................................................ 5 产品功能描述 .................................................................................................................................................... 6 合成效果 ............................................................................................................................................................ 7 系统构成框图 .................................................................................................................................................... 7 订货信息 ............................................................................................................................................................ 8 IC 引脚结构 ....................................................................................................................................................... 9 1.7.1 引脚视图 ................................................................................................................................................ 9 1.7.2 引脚定义 .............................................................................................................................................. 10 2．芯片控制方式 .................................................................................................................................................. 11 2.1 控制命令 .......................................................................................................................................................... 11 2.2 芯片回传 .......................................................................................................................................................... 11 3．通讯方式 ......................................................................................................................................................... 12 3.1 异步串行通讯（UART）接口 .......................................................................................................................... 12 3.2 通讯传输字节格式 .......................................................................................................................................... 12 4．通信帧定义及通信控制 .................................................................................................................................... 13 4.1 命令帧格式 ...................................................................................................................................................... 13 4.2 芯片支持的控制命令 ...................................................................................................................................... 14 4.3 命令帧相关的特别说明 .................................................................................................................................. 15 4.3.1 休眠与唤醒说明 .................................................................................................................................. 15 4.3.2 设置波特率说明 .................................................................................................................................. 15 4.3.3 其它特别说明 ...................................................................................................................................... 15 4.4 命令帧举例 ...................................................................................................................................................... 16 4.4.1 语音合成播放命令 .............................................................................................................................. 16 4.4.2 设置波特率命令 .................................................................................................................................. 17 4.4.3 停止合成命令 ...................................................................................................................................... 18 4.4.4 暂停合成命令 ...................................................................................................................................... 18 4.4.5 恢复合成命令 ...................................................................................................................................... 18 4.4.6 芯片状态查询命令 .............................................................................................................................. 19 4.4.7 芯片进入 Power Down 模式命令 ........................................................................................................ 19 5. 文本控制标记 ................................................................................................................................................... 19 5.1 文本控制标记列表 .......................................................................................................................................... 19 5.2 文本控制标记使用示例 .................................................................................................................................. 21 5.2.1 标记[v?] --前景播放音量 ................................................................................................................ 21 5.2.2 标记[m?]--背景音乐音量 .................................................................................................................. 21 5.2.3 标记[t?] ---词语语速 ...................................................................................................................... 21 5.2.4 标记[n?] --数字处理策略 ................................................................................................................ 22 5.2.5 标记[y?] --号码 1 的读法 ................................................................................................................ 22 5.2.6 标记[x?] --提示音策略 .................................................................................................................... 22 5.2.7 标记[b?] --标点策略 ........................................................................................................................ 22 © Beijing Yu tone World Technology Co., Ltd. 第 3 页 / 共 39 页 SYN6288E 中文语音合成芯片数据手册 5.2.8 标记[o?] --文本朗读方式 ................................................................................................................ 23 5.2.9 标记[d] ---恢复默认 ........................................................................................................................ 23 5.2.10 标记[r] --按姓氏发音 .................................................................................................................... 23 5.2.11 标记[2]和[3]--强制组词 ................................................................................................................ 23 5.2.12 初始化综合举例 ................................................................................................................................ 24 6. 提示音效 .......................................................................................................................................................... 24 6.1 声音提示音列表 .............................................................................................................................................. 24 6.2 和弦提示音列表 .............................................................................................................................................. 25 7. 上位机对SYN6288E芯片的调用方式................................................................................................................ 26 7.1 简单调用方式 .................................................................................................................................................. 26 7.2 标准调用方式 .................................................................................................................................................. 26 7.3 查询芯片工作状态的方法 .............................................................................................................................. 26 8. 芯片识别的编码体系和范围 .............................................................................................................................. 26 8.1 8.2 8.3 8.4 GB2312 编码体系 ............................................................................................................................................. 27 GBK 编码体系 ................................................................................................................................................... 27 BIG5 编码体系 ................................................................................................................................................. 27 Unicode 编码体系 ........................................................................................................................................... 27 9. 产品规格 .......................................................................................................................................................... 28 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.5 封装数据 .......................................................................................................................................................... 28 极限参数 .......................................................................................................................................................... 29 电气特性 .......................................................................................................................................................... 29 播放合成声音时的功耗 .................................................................................................................................. 30 正常工作模式 .................................................................................................................................................. 30 睡眠（低功耗）工作模式 .............................................................................................................................. 30 10．参考电路 ....................................................................................................................................................... 30 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 电源供电模块参考电路 ................................................................................................................................ 31 复位电路和状态指示电路 ............................................................................................................................ 32 SYN6288E 的扬声器输出 ............................................................................................................................... 32 SYN6288E 外接高速晶振 ............................................................................................................................... 33 串口通讯反相电路 ........................................................................................................................................ 33 串口通信的参考电路 .................................................................................................................................... 33 Res 引脚（即第 5 引脚）的正确接法 ......................................................................................................... 34 11．发送合成文本的示例程序 .............................................................................................................................. 35 11.1 C 语言范例程序 ............................................................................................................................................ 35 11.2 汇编语言范例程序 ........................................................................................................................................ 37 12．附录............................................................................................................................................................... 39 12.1 参考文献 ........................................................................................................................................................ 39 © Beijing Yu tone World Technology Co., Ltd. 第 4 页 / 共 39 页 SYN6288E 中文语音合成芯片数据手册 1．概述 SYN6288E 中文语音合成芯片是北京宇音天下科技有限公司在 2010 年初推出的一款性/价比更高的 SYN6288 芯片的基础上更改封装方式的，效果更自然的一款中高端语音合成芯片。SYN6288E 通过异步串 口（UART）通讯方式，接收待合成的文本数据，实现文本到语音（或 TTS 语音）的转换。 宇音天下于 2002 年最早研制出国内首款语音合成芯片 OSYNO6188。公司最新推出的 SYN6288E 语音合 成芯片：LQFP32L 贴片封装、硬件接口简单、低功耗、音色清亮圆润、极高的性/价比；除此之外，SYN6288E 在识别文本/数字/字符串更智能、更准确，语音合成自然度更好、可懂度更高。SYN6288E 语音合成效果 和智能化程度均得到大幅度提高，是一款真正面向中高端行业应用领域的中文语音合成芯片。 SYN6288E 语音合成芯片的诞生，将推动 TTS 语音合成技术的行业应用走向更深入、更广泛！ 1.1 产品应用范围 ◆ 车载信息终端语音播报，车载调度，车载导航 ◆ 公交报站器 ，考勤机 ◆ 手机，固定电话 ◆ 排队叫号机，收银收费机 ◆ 自动售货机，信息机，POS 机 ◆ 智能仪器仪表 ，气象预警机，智能变压器 ◆ 智能玩具，智能手表 ◆ 电动自行车 ◆ 语音电子书，彩屏故事书，语音电子词典，语音电子导游 ◆ 短消息播放 ，新闻播放 ◆ 电子地图 1.2 功能特点  支持GB2312、GBK、BIG5和UNICODE内码格式的文本；  清晰、自然、准确的中文语音合成效果；可合成任意的中文文本，支持英文字母的合成；  具有智能的文本分析处理算法，可正确识别数值、号码、时间日期及常用的度量衡符号；  具备很强的多音字处理和中文姓氏处理能力；  支持多种文本控制标记，提升文本处理的正确率；  每次合成的文本量最多可达 200 字节； © Beijing Yu tone World Technology Co., Ltd. 第 5 页 / 共 39 页 SYN6288E 中文语音合成芯片数据手册  支持多种控制命令，包括：合成、停止、暂停合成、继续合成、改变波特率等；  支持休眠功能，在休眠状态下可降低功耗；支持多种方式查询芯片工作状态；  支持串行数据通讯接口，支持三种通讯波特率：9600bps，19200bps、38400bps；  支持 16 级音量调整；播放文本的前景音量和播放背景音乐的背景音量可分开控制；  可通过发送控制标记调节词语语速，支持 6 级词语语速调整；  芯片内固化有多首和弦音乐、提示音效和针对某些行业领域的常见语音提示音；  内部集成19首声音提示音，23首和弦提示音，15首背景音乐；  内置10-bit推挽式（push-pull)、可独立供电的功放，进行数模DAC输出；  最终产品提供LQFP贴片封装形式，体积业内最小；  芯片各项指标均满足室外严酷环境下的应用； 1.3 产品功能描述  文本合成功能 芯片支持任意中文文本的合成，可以采用GB2312、GBK、BIG5 和Unicode 四种编码方式。芯片支持英文 字母的合成，遇到英文单词时按字母方式发音。每次合成的文本量可达200个字节。  文本智能分析处理 芯片具有文本智能分析处理功能，对常见的数值、电话号码、时间日期、度量衡符号等格式的文本，芯 片能够根据内置的文本匹配规则进行正确的识别和处理。 例如：“2008-12-21”读作 “二零零八年十二月二十一日”，“10:36:28”读作 “十点三十六分二十 八秒”，“28℃”读作“二十八摄氏度”，等等。  多音字处理和中文姓氏处理能力 对存在多音字的文本，例如：“当前工作的重中之重是要在重重困难中保证重庆市的重点工程的顺利进 行，坚决拒绝重复建设”，芯片可以自动对文本进行分析，判别文本中多音字的读法并合成正确的读音。  数字音量16级控制和6级词语语速控制 芯片可实现16级数字音量控制，音量更大，更广。播放文本的前景音量和播放背景音乐的背景音量可分 开控制，更加自由。  文本播音时可选择背景音乐 芯片内集成了15 首背景音乐，在任何播音时均可以选择背景音乐。  提示音 芯片内集成了19 首声音提示音，可用于不同场合的信息提醒、报警等功能。 芯片内集成了23 首和弦音乐，可用作和弦短信提示音或者和弦铃声。 © Beijing Yu tone World Technology Co., Ltd. 第 6 页 / 共 39 页 SYN6288E 中文语音合成芯片数据手册  支持多种控制命令 控制命令包括：合成文本、停止合成、暂停合成、恢复合成、状态查询、进入Power Down模式、改通讯 波特率等控制命令。控制器通过通讯接口发送控制命令实现对芯片的控制。  支持多种文本控制标记 芯片支持多种文本控制标记。可通过发送“合成命令”发送文本控制标记，调节音量、设置数字读法、 设置词语语速、设置标点是否读出等。  查询芯片的工作状态 支持多种方式查询芯片的工作状态，包括：查询状态管脚电平、通过读芯片自动返回的回传、发送查询 命令获得芯片工作状态的回传。  支持低功耗模式 芯片支持Power Down 模式。使用控制命令可以使芯片进入Power Down 模式。复位芯片可以使芯片从Power Down 模式恢复到正常工作模式。  支持三种通讯波特率 芯片支持的通讯波特率：9600bps，19200bps、38400bps 。 1.4 合成效果 自然度 清晰度 正确率 可懂度 3.5 98％ 96％ 99％ 1.5 系统构成框图 最小系统包括：控制器模块、SYN6288E语音合成芯片、功放模块和喇叭。 主控制器和SYN6288E语音合成芯片之间通过UART 接口连接，控制器可通过通讯接口向SYN6288E语音合成 芯片发送控制命令和文本，SYN6288E语音合成芯片把接收到的文本合成为语音信号输出，输出的信号经功率 放大器进行放大后连接到喇叭进行播放。 © Beijing Yu tone World Technology Co., Ltd. 第 7 页 / 共 39 页 SYN6288E 中文语音合成芯片数据手册 SYN6288E 芯片 RXD 控制器 TXD 串口 收发 语音 合成 语音线 路输出 AUDIO 功率 放大器 AUDIO 喇叭 1.6 订货信息 封装信息 芯片型号 封装名称 SYN6288E LQFP32L © Beijing Yu tone World Technology Co., Ltd. 封装描述 32 脚 芯片 7mm X 7mm X 1.4mm 第 8 页 / 共 39 页 SYN6288E 中文语音合成芯片数据手册 1.7 IC 引脚结构 1.7.1 引脚视图 NC NC NC NC NC NC NC © Beijing Yu tone World Technology Co., Ltd. 第 9 页 / 共 39 页 SYN6288E 中文语音合成芯片数据手册 1.7.2 引脚定义 编号 引脚 1 XOUT 2 VDDA 3 说明 编号 引脚 说明 高速晶振输出 17 NC -------- 内部稳压电源正极 18 NC -------- TxD 串口数据发送，初始波特 率为 9600bps 19 NC -------- 4 RxD 串口数据接收，初始波特 率为 9600bps 20 NC -------- 5 VSSIO0 总线模块 0 电源负极 21 NC -------- 6 VDDIO0 总线模块 0 电源正极 22 NC -------- 7 VSSIO0 总线模块 0 电源负极 23 NC -------电源负极—与语音合成 芯片基板一体，必须与 PCB 布线的地（GND） 或负板（VSS）相连结。 低电平表示 CHIP 空闲, 可接 收上位机发 送的命 令和数据； 高电平表示 CHIP 忙，正 在进行语音合成并播音； 24 VSS Res 引脚 25 VSSIO2 8 Ready/Busy-STATUS 引脚 9 Res. 10 VDDIO1 总线模块 1 电源正极 26 CVSS 11 VSSIO1 总线模块 1 电源负极 27 RST 12 VSSPP 语音输出模块电源负极 28 VDDIO2 13 BP0 推送 DAC 语音输出 1 29 CVDD 14 VDDPP 语音输出模块电源正极 30 REGOUT 电压自动调节输出 15 BN0 推送 DAC 语音输出 2 31 VSSA 内部稳压电源负极 16 VSSPP 语音输出模块电源负极 32 XIN © Beijing Yu tone World Technology Co., Ltd. 总线模块 2 电源负极 处理器电源负极 芯片复位，低电平触发有 效 总线模块 2 电源正极 处理器电源正极 高速晶振输入 第 10 页 / 共 39 页 SYN6288E 中文语音合成芯片数据手册 2．芯片控制方式 2.1 控制命令 上位机以命令帧的格式向 SYN6288E 芯片发送命令。SYN6288E 芯片根据命令帧进行相应操作，并向上位机 返回命令操作结果。 SYN6288E芯片提供了多种控制命令，列表如下： 命令功能 说明 语音合成播放命令 合成本次发送的文本 改通讯波特率命令 改变之后的通讯波特率 停止合成命令 停止当前的合成动作 暂停合成命令 暂停正在进行的合成 恢复合成命令 继续合成被暂停的文本 查询当前芯片的工作状态：上位机可通过“芯片状态查 芯片状态查询命令 询命令” 来判断TTS 模块是否正常工作，以及获取相 应参数，返回0x4E 表明芯片仍在合成中，返回0x4F 表 明芯片处于空闲状态。 进入 Power Down 模式的命令 使芯片从正常工作模式进入 Power Down 模式，复位后 恢复 2.2 芯片回传 接收到控制命令帧，芯片会向上位机发送1 个字节的状态回传，上位机可根据这个回传来判断芯片目前 的工作状态。 SYN6288E 芯片在初始化成功时会发送一个字节的“初始化成功”回传。 SYN6288E 芯片收到命令帧后会判断此命令帧正确与否，如果命令帧正确返回“接收成功”回传，如果命 令帧错误则返回“接收失败” 回传。 SYN6288E 芯片收到状态查询命令时，如果芯片正处于播音的工作状态则返回“正在播音”回传，如果芯 片处于空闲状态则返回“芯片空闲”回传。在一帧数据合成完毕后，芯片会自动返回一次“芯片空闲”的回 传。 © Beijing Yu tone World Technology Co., Ltd. 第 11 页 / 共 39 页 SYN6288E 中文语音合成芯片数据手册 回传类型名称 回传数据 触发条件 初始化成功回传 0x4A 芯片初始化成功 收到正确的命令帧回传 0x41 接收成功 收到不能识别命令帧回传 0x45 接收失败 芯片播音状态回传 0x4E 收到“状态查询命令帧”，芯片处在正在播音状态 芯片空闲状态回传 0x4F 当一帧数据合成完以后，芯片进入空闲状态回传0x4F；或 者收到“状态查询命令帧”，芯片处于空闲状态回传0x4F 3．通讯方式 3.1 异步串行通讯（UART）接口 SYN6288E 提供一组全双工的异步串行通讯（UART）接口，实现与微处理器或 PC 的数据传输。SYN6288E 利用 TxD 和 RxD 以及 GND 实现串口通信。其中 GND 作为地信号。SYN6288E 芯片支持 UART 接口通讯方式， 通过 UART 接口接收上位机发送的命令和数据，允许发送数据的最大长度为 206 字节。 RXD TXD SYN6288E TXD RXD 具体电路须参见 10.7—《串 口通信的参考电路》说明 上位机 3.2 通讯传输字节格式 1、 初始波特率：9600 bps 2、 起始位: 1 3、 数据位：8 © Beijing Yu tone World Technology Co., Ltd. 第 12 页 / 共 39 页 SYN6288E 中文语音合成芯片数据手册 4、 校验位：无 5、 停止位：1 6、流控制：无 起始位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位 4．通信帧定义及通信控制 4.1 命令帧格式 芯片支持以下命令帧格式：“帧头FD + 数据区长度+数据区”格式。（最大206个字节） 上位机发送给 SYN6288E 芯片的所有命令和数据都需要用“帧”的方式进行封装后传输。 数据区 帧结构 帧头 数据区长度 （1字节） （2字节） （小于等于203字节） 命令字 命令参数 （1字节） （1字节） 数据 说明 0xFD 0xXX 0xXX 定义为十六 高字节在前 进制“0xFD” 低字节在后 0xXX 0xXX 待发送文本 异或校验 （小于等于200字节） （1字节） 0xXX 。。。 0xXX 长度必须和前面的“数据区长度”一致 注意：数据区（含命令字，命令参数，待发送文本，异或校验）的实际长度必须与帧头后定义的数据区长度 严格一致，否则芯片会报接收失败。 © Beijing Yu tone World Technology Co., Ltd. 第 13 页 / 共 39 页 SYN6288E 中文语音合成芯片数据手册 4.2 芯片支持的控制命令 数据区 取值 （ 小于等于 203 字节） 命 令 字 命令参数 待发送文本 异或校验 1 字节 1 字节