Chips de voz LPC de Texas Instruments

Un modelo de 1986 de American Speak & Spell con teclado de membrana y gráficos de placa frontal rediseñados

Los chips de voz LPC de Texas Instruments son una serie de circuitos integrados de procesadores de señales digitales de sintetizador de voz creados por Texas Instruments a principios de 1978. Continuaron desarrollándose y comercializándose durante muchos años, aunque el departamento de voz se trasladó varias veces dentro de TI hasta disolverse finalmente a fines de 2001. Los derechos del subconjunto específico de voz de la línea MSP, la última línea restante de productos de voz de TI a partir de 2001, se vendieron a Sensory, Inc. en octubre de 2001. ^{[1] [2]}

Teoría

Los datos de voz se almacenan mediante una codificación predictiva lineal excitada por tono (PE-LPC), en la que las palabras se crean mediante un filtro de red , alimentado de forma seleccionable por una ROM de excitación (que contiene una forma de onda de pulso glótico) o un generador de ruido LFSR ( registro de desplazamiento de retroalimentación lineal ). La codificación predictiva lineal logra una gran reducción en el volumen de datos necesario para recrear datos de voz inteligibles.

Historia

El TMC0280/TMS5100 fue el primer circuito integrado de sintetizador de voz LPC autónomo jamás fabricado. Fue diseñado para Texas Instruments por Larry Brantingham, Paul S. Breedlove, Richard H. Wiggins, ^[3] y Gene A. Frantz ^[4] y su silicio fue diseñado por Larry Brantingham. ^[2] El chip fue diseñado para el proyecto "Spelling Bee" en TI , que más tarde se convirtió en Speak & Spell . ^[2] Un "Spelling B" sin voz fue lanzado al mismo tiempo que Speak & Spell . ^[5]

Todos los chips de voz TI LPC hasta la serie TSP50cxx usaban arquitectura PMOS y codificación LPC-10 en un formato especial específico de TI. ^[6] Los chips de la serie de voz TI LPC se etiquetaban como TMCxxxx o CDxxxx cuando los usaba la división de productos de consumo de TI, o se etiquetaban como TMS5xxx (posteriormente TSP5xxx) cuando se vendían a terceros.

Familia de chips de voz TI LPC

1978

• TMS5100 (TMC0281, el nombre interno de TI es '0280', por lo que el chip a veces se etiqueta como TMC0280): primer chip de voz LPC. Utilizaba una interfaz serial personalizada de 4 bits utilizando circuitos integrados ROM de máscara TMS6100 o TMS6125 ; se utilizó en todas las versiones no super de Speak & Spell ^{[7] [8]} excepto en la versión del Reino Unido de 1980, que utilizó el TMC0280/CD2801 a continuación. ^[9] Se vendió públicamente como TMS5100. También se utilizó en el juguete Byron Petite Electronic Talking Typewriter ^{[2] [10]} . Reemplazado en 1979 por TMS5100A y TMS5110.

1980

• TMC0280 también conocido como CD2801: se utiliza en Speak & Math , ^[11] Speak & Read , ^[12] y en el traductor de idiomas TI/tutor de idiomas. ^[13] El pin, pero la función no es compatible con TMS5100/TMC0280, tiene un LPC diferente y una tabla de chirp ligeramente diferente. La revisión F del CD2801/Die corrige un error del interpolador.
• TMS5100A: reducción de la matriz de TMS5100/TMC0281. Diferencias mínimas en la función, utiliza la versión F de la matriz, lo que soluciona un error en el interpolador. Se utiliza en la plataforma de juegos Century Video System ^{[14] [15]} . Utiliza la tabla de chirp original.
• TMS5110: Tiene tablas LPC actualizadas (que coinciden en su mayoría con 5220, ver más abajo). Es compatible con TMS5100 en cuanto a pines, pero no en cuanto a funciones. Reemplazado por TMS5110A. Se utilizó en el juguete de marionetas Monkgomery fabricado por Hasbro. En algún momento se vendió una versión SDIP de este chip con el nombre de "TMS5111". Utiliza la tabla de chirp "final".
• TMS5200 (también conocido como CD2501E, el nombre interno de TI es '0285', por lo tanto, el chip a veces se etiqueta como TMC0285): interfaz FIFO paralela de 8 bits agregada; diseñada para su uso por la división de consumo de TI para el módulo de voz TI-99/4A ; también se usa en la placa de voz Squawk and Talk de las mesas de pinball Bally/Midway de cuarta generación ( número de pieza AS-2518-61), en la versión de gabinete Environmental del juego arcade Bally/Midway Discs of TRON , en las tarjetas Apple II Echo II (anteriores) y en los juegos arcade Zaccaria Jack Rabbit y Money Money , y en las máquinas de pinball Zaccaria Pinball Champ y Soccer Kings . Reemplazado por TMS5220 a fines de 1980/1981, y posiblemente vendido como stock barato de 'liquidación' en 1982-1983. Usa la tabla de chirp 'final'.
• CD2802: Una versión del TMS5100/5110 con diferentes tablas de LPC y chirp, no es la misma que la del TMS5100(A) o el TMS5110(A). Se utiliza únicamente en Touch and Tell, nunca se vende fuera de la empresa. ^{[16] [17]} Utiliza su propia tabla de chirp exclusiva.
• TMS5110A (después de 1985: TSP5110A): Reducción de la matriz de TMS5110, compatible con pines y funciones. Se utilizó en al menos dos productos informáticos domésticos. Se utilizó en el juego arcade Bagman de Valadon Automation, en el reloj/calendario parlante TCC-14 de Omnicron Electronics y en el juego arcade AD 2083 de Midcoin. Se utilizó en el sistema de monitoreo de vehículos Chrysler Electronic Voice Alert . Utiliza la tabla de chirridos "final".
• TMS5220 (también conocido como CD2805E?): versión mejorada del TMS5200, compatible con pines pero no con funciones (tiene nuevas tablas LPC); usado en tarjetas Apple II Echo II (posteriores) , (se rumorea) en la última ejecución de módulos de voz TI-99/4A , en el BBC Micro , en el EXL 100 , en el juego arcade NFL Football de Bally/Midway y en muchos juegos arcade de Atari, Inc. , incluidos Star Wars , Firefox , Return of the Jedi , Road Runner y The Empire Strikes Back . Los juegos arcade de Atari posteriores utilizaron el TMS5220C, consulte a continuación. El TMS5220 también se utilizó en las máquinas de pinball Zaccaria Farfalla , Devil Riders , Time Machine , Magic Castle , Robot , Clown , Pool Champion , Blackbelt , Mexico '86 , Zankor y Spooky . El TMS5220 también se utilizó en las máquinas recreativas Looping y Sky Bumper de Venture Line , Portraits de Olympia y Victory y Victor Banana de Exidy . ^[18] El TMS5220 también se utilizó en la línea de robots Androbot, Inc. Topo , comenzando con Topo II y Topo III en 1984. ^{[19] [20]} Reemplazado por el TMS5220C en 1983/1984. Utiliza la tabla de chirridos "final". Módulo de síntesis de voz HP 82967A, que agrega vocabulario de 1500 palabras a las computadoras de la Serie 80.

1983

• TMS5220C (después de 1985: TSP5220C): tiene los dos comandos NOP, la interfaz FIFO paralela rediseñada para controlar la velocidad del habla, se agregó un reinicio completo externo; un cambio menor evidente en la forma en que los valores de energía afectan los cuadros sin voz. Por lo demás idéntico, compatible con pines y un reemplazo directo del TMS5220. Se utilizó en los juegos arcade de Atari Indiana Jones and the Temple of Doom , 720° , Gauntlet , Gauntlet II , APB , Paperboy , RoadBlasters , Vindicators Part II y, finalmente, Escape from the Planet of the Robot Monsters . También se utilizó en el adaptador de voz PS/2 de IBM y en el adaptador de voz RS-232 de Pacific Educational Systems. Fabricado a principios de la década de 1990.

1985

• TSP50C50: CMOS, utiliza LPC-12 en lugar de LPC-10, utiliza ROM serial TMS60C20 de 256 Kb/32 KiB en lugar de TMS6100 . Utiliza tablas LPC y tablas de chirp "D6", que eran comunes para toda la serie TSP50Cxx. Tiene filtro analógico de paso bajo incorporado. Fabricada a principios de los años 90.

1986

• TSP50C40 (posteriormente MSP50C40): TSP50C50 más un microcontrolador simple de 8 bits con ROM de máscara en chip. Se utilizó en varios productos de la división de consumo de TI y se denominó CM54129/CM54169 por la función de voz y música. ^[21]

1987 y posteriores

• Varios otros productos TSP50Cxx, que agregaron más ROM/RAM, eliminaron por completo la interfaz serial, etc.
• El producto de microcontrolador TSP53C30 emula un TMS5220 PE-LPC, pero también tiene soporte para D6 LPC y salida de sonido PCM.
• Después de 1997, la línea TSP sin microcontroladores fue eliminada gradualmente en favor de los miembros específicos de voz de la línea MSP, que tienen microcontroladores. En octubre de 2001, los derechos del subconjunto específico de voz de la línea de chips MSP (familia de chips MSP50C6XX) fueron vendidos por TI a Sensory, Inc. Sensory renombró los chips como la línea Sensory SC-6x. ^[22]
• En octubre de 2007, Sensory anunció que ya no aceptaría nuevos envíos de mascarillas para la línea SC-6x. Los pedidos de chips con mascarillas existentes se seguirán aceptando al menos durante el próximo año.

Los dispositivos que acompañaban a todas las versiones del chip de voz eran las memorias de solo lectura personalizadas TMS6100 NL (también conocido como TMC0350) de 128 Kbit (16 KiB) y TMS6125 NL (también conocido como TMC0355 o TMS7125) con interfaz de 4 bits , que se programaban con palabras requeridas para un producto específico. ^[6] TODAS las versiones de los chips LPC hasta la serie TSP50Cxx los admiten. Todas las versiones del TMS6100 parecen tener solo 128 Kbit/16 KiB de contenido, independientemente de los rumores que dicen lo contrario.

Referencias

1. Quan, Margaret (14 de junio de 2001). "TI abandonará los chips dedicados a la síntesis de voz y transferirá productos a Sensory". EE Times . Archivado desde el original el 28 de mayo de 2012.
2. ftp://[email protected]/pc%20utilities/qboxpro.zip
3. "VC&G - Entrevista de VC&G: 30 años después, Richard Wiggins habla sobre el desarrollo de Speak & Spell".
4. "NMAH | Proyecto de Historia de la Síntesis del Habla del Instituto Smithsoniano (Ss_ti.HTM)". Archivado desde el original el 21 de noviembre de 2008. Consultado el 7 de septiembre de 2008 .
5. Woerner, Joerg (26 de octubre de 2007). "Texas Instruments Spelling B". MUSEO DE LA CALCULADORA DATAMATH .
6. Nouspikel, Thierry. "El módulo sintetizador de voz". Páginas técnicas de la TI-99/4A . Archivado desde el original el 27 de mayo de 2006. Consultado el 22 de agosto de 2023 .
7. Woerner, Joerg (5 de diciembre de 2001). "Texas Instruments Speak & Spell". MUSEO DE LA CALCULADORA DATAMATH .
8. Gregory, Chris; Woerner, Joerg (25 de enero de 2002). "Texas Instruments Speak & Spell (Type 2)". MUSEO DE LA CALCULADORA DATAMATH .
9. Woerner, Joerg (13 de julio de 2005). "Texas Instruments Speak & Spell (British Voice Type 2)". MUSEO DE LA CALCULADORA DATAMATH .
10. Gray, Stephen (agosto de 1983). "Pequeña máquina de escribir electrónica parlante". CREATIVE COMPUTING . Vol. 9, núm. 8. pág. 58.
11. Woerner, Joerg (5 de diciembre de 2001). "Texas Instruments Speak & Math (Tipo 1)". MUSEO DE LA CALCULADORA DATAMATH .
12. Woerner, Joerg (5 de diciembre de 2001). "Texas Instruments Speak & Read (Tipo 1)". MUSEO DE LA CALCULADORA DATAMATH .
13. Woerner, Joerg (5 de diciembre de 2001). "Tutor de idiomas de Texas Instruments". MUSEO DE LA CALCULADORA DATAMATH .
14. "Chip Hall of Fame: Texas Instruments TMC0281 Speech Synthesizer El primer sintetizador de voz en chip del mundo y estrella secundaria accidental de ET" IEEE SPECTRUM . 30 de junio de 2017.
15. "andys-arcade Tienda en línea para PCB de videojuegos arcade JAMMA, circuitos integrados oscuros y piezas de arcade".
16. Patente de EE. UU. 4.403.965
17. Patente de EE. UU. 4.631.748
18. MAWS - información de búsqueda sobre recursos en MAME .122u8
19. Kessels, Vincent (2008). "Segundas imágenes de Topo II". El Proyecto Andrómeda . Consultado el 11 de octubre de 2022 .
20. "Topo III". androbot . 2021-06-08. Archivado desde el original el 2021-06-08 . Consultado el 2023-08-22 .
21. Woerner, Joerg (2022). "Productos de voz de Texas Instruments". MUSEO DE LA CALCULADORA DATAMATH .
22. Quan, Margaret (14 de junio de 2001). "TI abandonará los chips dedicados a la síntesis de voz y transferirá productos a Sensory". EE|Times .

Notas

• ftp://[email protected]/datasheets%20and%20manuals/Datasheets%20-%20TI/TMS5220.PDF - Hoja de datos del TMS5220
• Vídeo - Demostración de TMS5220 mediante emulación y demostración del software QBOX Pro.