九齐NY5P系列OTP语音IC开发 ,多功能单晶片CMOS语音合成4位元微控制器

1.概述
NY5P系列产品为多功能单晶片CMOS语音合成4位元微控制器，是九齐科技为了支援 NY5A, NY5B, NY5C 系列MaskROM 产品所专门开发的崁入式EPROM架构的OTP IC (One Time Programmable)。提供4通道的语音/Midi 合成功能，语音合成方式采用先进的高音质ADPCM演算法，最高采样率可达CD音质44.1kHz，且硬体有16阶的音量控制。提供两种声音输出方式可供选择，一种PWM输出和一种DAC输出。使用RISC精简指令集架构，共有48条指令，除了少数指令需要2个时序，大多数指令都是1个时序即可完成，可以很方便的以程式控制来完成不同的应用。利用精准的+/-1%内阻震荡，客户可以不需外加震荡电阻，但是弹性的预留一个OSC脚位可以外接震荡电阻，当只使用内阻震荡时，此脚可以当作一般I/O脚使用。提供待机模式(Halt mode)，可大幅度的节省功耗； 另外还提供慢速模式(Slow mode)，可以降低功耗。

2.功能
宽广的工作电压： 2.0V ~ 5.5V。 (同 MaskROM IC 的工作电压范围2.0V ~ 5.5V)
4-bit RISC 精简指令集架构的微控制器，共有48条指令。
共有7个OTP母体，最大母体的ROM容量为1728Kx10-bit，程式和资料共用同一块ROM。 ROM容量，秒数和
I/O脚数如下：

产品编号
(OTP)    语音长度 (秒)
@6kHz    ROM 容 量 (10-bit)    I/O 脚数
NY5P025A    25.0    64k x 10    15 (PA, PB, PC, PD0~2)
NY5P055A    55.0    136k x 10    15 (PA, PB, PC, PD0~2)
NY5P085A    85.0    208k x 10    15 (PA, PB, PC, PD0~2)
NY5P185A    185.0    448k x 10    20 (PA, PB, PC, PD, PE)
NY5P345A    345.0    832k x 10    20 (PA, PB, PC, PD, PE)
NY5P520A    518.3    1248k x 10    24 (PA, PB, PC, PD, PE, PF)
NY5P720A    718.3    1728k x 10    24 (PA, PB, PC, PD, PE, PF)

NY5A系列 MaskROM IC 的实际容量，秒数和I/O脚数如下：
产品编号
(MaskROM)    语音长度 (秒)
@6kHz    ROM 容 量 (10-bit)    I/O 脚数
NY5A003B    3.3    12k x 10    8 (PA, PB)
NY5A005B    5.0    16k x 10    8 (PA, PB)
NY5A008B    8.3    24k x 10    8 (PA, PB)
NY5A011B    11.7    32k x 10    8 (PA, PB)
NY5A018B    18.3    48k x 10    8 (PA, PB)
NY5A025B    25.0    64k x 10    8 (PA, PB)
NY5A035B    35.0    88k x 10    8 (PA, PB)
NY5A045B    45.0    112k x 10    8 (PA, PB)
NY5A055B    55.0    136k x 10    8 (PA, PB)
NY5A065B    65.0    160k x 10    8 (PA, PB)

NY5B系列 MaskROM IC 的实际容量，秒数和I/O脚数如下：
产品编号
(MaskROM)    语音长度 (秒)
@6kHz    ROM 容 量 (10-bit)    I/O 脚数
NY5B005B    5.0    16k x 10    15 (PA, PB, PC, PD0~2)
NY5B008B    8.3    24k x 10    15 (PA, PB, PC, PD0~2)
NY5B011B    11.7    32k x 10    15 (PA, PB, PC, PD0~2)
NY5B018B    18.3    48k x 10    15 (PA, PB, PC, PD0~2)
NY5B025B    25.0    64k x 10    15 (PA, PB, PC, PD0~2)
NY5B035B    35.0    88k x 10    15 (PA, PB, PC, PD0~2)
NY5B045B    45.0    112k x 10    15 (PA, PB, PC, PD0~2)
NY5B055B    55.0    136k x 10    15 (PA, PB, PC, PD0~2)
NY5B065B    65.0    160k x 10    15 (PA, PB, PC, PD0~2)
NY5B075B    75.0    184k x 10    15 (PA, PB, PC, PD0~2)
NY5B085B    85.0    208k x 10    15 (PA, PB, PC, PD0~2)

NY5C系列 MaskROM IC 的实际容量，秒数和I/O脚数如下：
产品编号
(MaskROM)    语音长度 (秒)
@6kHz    ROM 容 量 (10-bit)    I/O 脚数
NY5C112B    111.7    272k x 10    20 (PA, PB, PC, PD, PE)
NY5C132B    131.7    320k x 10    20 (PA, PB, PC, PD, PE)
NY5C158B    158.3    384k x 10    20 (PA, PB, PC, PD, PE)
NY5C185B    185.0    448k x 10    20 (PA, PB, PC, PD, PE)
NY5C225B    225.0    544k x 10    20 (PA, PB, PC, PD, PE)
NY5C265B    265.0    640k x 10    20 (PA, PB, PC, PD, PE)
NY5C305B    305.0    736k x 10    20 (PA, PB, PC, PD, PE)
NY5C345B    345.0    832k x 10    20 (PA, PB, PC, PD, PE)
NY5C450B    451.7    1088k x 10    24 (PA, PB, PC, PD, PE, PF)
NY5C520B    518.3    1248k x 10    24 (PA, PB, PC, PD, PE, PF)
NY5C640B    638.3    1536k x 10    24 (PA, PB, PC, PD, PE, PF)
NY5C720B    718.3    1728k x 10    24 (PA, PB, PC, PD, PE, PF)

224x4-bit RAM，
1MHz 或 2MHz指令频率。
提供慢速模式(Slow mode)，可降低功耗。 (注意: 由于慢速模式的时间误差较大，不建议使用在计时的应用)
提供待机模式(Halt mode)，可节省功耗，静态电流(Isb)小于1uA。
精准的+/-1%内阻震荡；另外还提供外阻震荡选择，以便调整速度。
提供低压复位(LVR=1.8V)，看门狗计时(WDT)，I/O复位功能(External Reset)。
一个中断输入可连结到一组独立的堆栈(Stack)，并有多种中断来源可以使用。

15~24根弹性的I/O脚，可设定为input, output, large current output, IO, floating-type reset, pull-high reset, IR carrier output 和 large current IR carrier output 等输入输出功能。当做为输出时，可以选择为一般输出电流(Normal Drive Current, Normal Sink Current) 或是大电流输出(Large Sink Current)，可直推高亮度LED，不需外加三级管。

 

支援Open-Drain (OD) 的双向I/O。
IR红外线输出: 提供31kHz~58kHz可选择的红外线频率输出，并可选择高电平/低电平编码。
提供4通道的语音/Midi合成功能，可以单独设定每个通道为语音或Midi输出。
更先进的高音质ADPCM语音合成演算法，可以经由简单的调整采样位数来提升音质。
提供256点, ADSR 和 Full-Wave 3种音色合成方法，用于进行不同Midi音色的编辑。
内建256阶Midi包络线控制(Envelope Control)，用于进行Midi音量的控制。
一组9-bit PWM纯硬体输出，可以直接驱动喇叭或蜂鸣片；一组10-bit DAC纯硬体输出，可以外加放大线路来放大音量 (通常用于多通道输出)。
提供大音量PWM输出，可以直接输出更大音量，输出语音不需外加三级管放大。
内建16阶硬体音量控制(Volume Control)，用于进行整体音量的控制。
支援 Quick-IO 讯号控制。
提供特殊的快速烧录模式，以加快OTP烧录时间。
支援特殊的ICP (In Circuit Programming) 烧录功能，以方便客户先组装PCBA模组再进行烧录。
提供可程式的Code资料保护模式。 (当Security-Bit 被烧断后，资料将无法读取。)
提供多种出货型态，以满足客户不同的应用需求。

(要进一步了解上述功能，请参考NY5A, NY5B, NY5C 的规格书，或联系逐高电子。)

 

IO 端口

I/O 口最多有 24 个，指定为 PAx 到 PFx，x=0~3。所有 I/O 端口均可配置为输入、输出或 IO 端口（双向）。对于输入端口，为了方便，我们提供了一个内部上拉寄存器选项。对于输出端口，用户还可以根据您的应用电路选择其初始值低或高。此外，用户还可以为每个输出端口启用大电流选项以获得更大的灌电流。双向 IO 口可以通过其寄存器值作为输入或输出，用户可以选择带上拉电阻或不带上拉电阻（开漏）的双向 IO。当寄存器为0时，为输出，只能输出零。当寄存器为 1 时，它是一个弱上拉或浮空（开漏），因此它也可以被认为是一个输入端口，带/不带上拉电阻。用户还可以启用 IO 端口的大灌电流选项。
PX0 端口意味着 PA0、PB0、PC0、PD0、PE0 或 PF0 端口也可以选择为外部复位引脚或红外 (IR) 输出引脚。复位端口可以带上拉电阻或不带上拉电阻，IR 端口可以为初始低电平或初始高电平，也可以有大的灌电流。

所有 I/O 口的上拉电阻有弱和强两种选择。弱的约为 850KΩ @3V 用于正常应用，强的约为 480KΩ @3V 通常用于按键矩阵功能。当用户配置弱或强上拉电阻时，所有 I/O 端口的上拉电阻都设置为选项值。

对于 NY5P025A ~ NY5P085A 主体，PD2 焊盘与外部 OSC 焊盘共用。当用户启用外部 OSC 功能时，PD2 功能将被禁用。对于 NY5P185A ~ NY5P345A 主体，PE3 焊盘与外部 OSC 焊盘共用。当用户启用外部 OSC 功能时，PE3 功能将被禁用。对于 NY5P520A ~ NY5P720A 机身，PF3 焊盘与外部 OSC 焊盘共用。当用户启用外部 OSC 功能时，PF3 功能将被禁用。

音频合成器
有 1 声道语音和 2 声道或 4 声道语音/Midi，所有模式均由硬件自动播放。不同的通道模式具有不同的硬件结构。它提供了一个硬件混合器来混合通道数据。混频器包含一个混频器控制寄存器 MIX。 1-ch ~ 4-ch 语音和/或 Midi 都可以通过对 MIX 进行编程来配置 两个音频输出级：支持 DAC 和 PWM。

1语音
一个语音通道包括一个PFLG、一个VPR、一个语音解码器、一个QIO控制码发生器和一个8位采样率定时器（TM），其定时器时钟源（TCS）固定为1MHz。它支持 PCM 和编码的 ADPCM 语音数据。

2迷笛
Midi通道包括PFLG、VPR、TM、ENV、音色跳跃器和乘法器，乘法器将Midi数据和ENV保存的包络值相乘。音色跳跃者用于完成更高的八度音高演奏。硬件乘法器专用于 Midi 通道，用户不能通过任何指令对其进行操作。

3音频输出
通过设置 AUD 寄存器，可以很容易地选择 PWM 或 DAC 作为音频输出级。此外，它还提供了一个焊盘检测机制。焊盘检测机制在复位初始化期间检测 PWM2 焊盘，如果 PWM2 连接悬空，则将音频输出寄存器的初始值设置为 PWM，如果 PWM2 连接悬空，则将音频输出寄存器的初始值设置为 DAC高的。总之，如果使用 PWM，则仅将扬声器连接到 PWM1 和 PWM2，否则如果使用 DAC，则将 PWM2 连接到 VDD。由于该机制仅设置 AUD 的初始值，因此请勿更改 AUD 的值
如果采用焊盘检测机制，请注册。

 

 

PWM 输出连接

DAC 输出连接

PWM/DAC 连接在一起 在使用 PWM 输出时，我们针对不同的客户需求提供普通 PWM 电流或大 PWM 电流的选择。 大 PWM 消耗更多电流，使声音更响亮。

COB 引脚分配

NY5P025AB, NY5P055AB, NY5P085AB (15 I/O)

NY5P185AB, NY5P345AB (20 I/O)

NY5P520AB, NY5P720AB (24 I/O)

封装引脚分配

 电压与频率

P/N

Sec

ROM

SRAM

I/O

IR

VC

QIO

LSC

Fast Clock

Int. Rosc

Ext. Rosc

Large PWM

PWM

DAC

NY5P025A

OTP

64K x 10

224 x 4

14+1

v

v

15

15

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5P055A

OTP

136K x 10

224 x 4

14+1

v

v

15

15

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5P085A

OTP

208K x 10

224 x 4

14+1

v

v

15

15

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5P185A

OTP

448K x 10

224 x 4

19+1

v

v

20

20

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5P345A

OTP

832K x 10

224 x 4

19+1

v

v

20

20

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5P520A

OTP

1248K x 10

224 x 4

23+1

v

v

24

24

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5P720A

OTP

1728K x 10

224 x 4

23+1

v

v

24

24

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5A003B

3.3

12K x 10

224 x 4

7+1

v

v

8

8

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5A005B

5.0

16K x 10

224 x 4

7+1

v

v

8

8

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5A008B

8.3

24K x 10

224 x 4

7+1

v

v

8

8

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5A011B

11.7

32K x 10

224 x 4

7+1

v

v

8

8

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5A018B

18.3

48K x 10

224 x 4

7+1

v

v

8

8

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5A025B

25.0

64K x 10

224 x 4

7+1

v

v

8

8

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5A035B

35.0

88K x 10

224 x 4

7+1

v

v

8

8

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5A045B

45.0

112K x 10

224 x 4

7+1

v

v

8

8

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5A055B

55.0

136K x 10

224 x 4

7+1

v

v

8

8

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5A065B

65.0

160K x 10

224 x 4

7+1

v

v

8

8

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5B005B

5.0

16K x 10

224 x 4

14+1

v

v

15

15

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5B008B

8.3

24K x 10

224 x 4

14+1

v

v

15

15

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5B011B

11.7

32K x 10

224 x 4

14+1

v

v

15

15

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5B018B

18.3

48K x 10

224 x 4

14+1

v

v

15

15

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5B025B

25.0

64K x 10

224 x 4

14+1

v

v

15

15

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5B035B

35.0

88K x 10

224 x 4

14+1

v

v

15

15

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5B045B

45.0

112K x 10

224 x 4

14+1

v

v

15

15

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5B055B

55.0

136K x 10

224 x 4

14+1

v

v

15

15

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5B065B

65.0

160K x 10

224 x 4

14+1

v

v

15

15

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5B075B

75.0

184K x 10

224 x 4

14+1

v

v

15

15

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5B085B

85.0

208K x 10

224 x 4

14+1

v

v

15

15

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5C112C

111.7

272K x 10

224 x 4

19+1

v

v

20

20

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5C132C

131.7

320K x 10

224 x 4

19+1

v

v

20

20

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5C158C

158.3

384K x 10

224 x 4

19+1

v

v

20

20

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5C185C

185.0

448K x 10

224 x 4

19+1

v

v

20

20

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5C225C

225.0

544K x 10

224 x 4

19+1

v

v

20

20

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5C265C

265.0

640K x 10

224 x 4

19+1

v

v

20

20

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5C305C

305.0

736K x 10

224 x 4

19+1

v

v

20

20

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5C345C

345.0

832K x 10

224 x 4

19+1

v

v

20

20

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5C450B

451.7

1088K x 10

224 x 4

23+1

v

v

24

24

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5C520B

518.3

1248K x 10

224 x 4

23+1

v

v

24

24

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5C640B

638.3

1536K x 10

224 x 4

23+1

v

v

24

24

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bit

NY5C720B

718.3

1728K x 10

224 x 4

23+1

v

v

24

24

1M/2MHz

+/- 1%

v

v

9-bit

10-bi

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