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ReSpeaker XVF3800 入门指南

概述​

ReSpeaker XVF3800 USB 4-Mic Array 是一款搭载 XMOS XVF3800 的专业级 4 麦克风环形阵列，具备 AEC、AGC、DoA、波束成形、VAD、噪声抑制、去混响、360° 语音采集（最远 5m）以及双工作模式，适用于高级语音应用。

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特性​

  • 芯片升级：从 XVF3000 升级到 XVF3800

  • 四麦克风阵列：4 个高性能麦克风组成的环形阵列，可实现 360° 远场语音采集，最远可达 5 米

  • 高级音频处理：由 XVF3800 提供支持，集成 AEC、多波束成形、去混响、DoA 检测、动态噪声抑制、60dB AGC 范围

  • 唯一设备序列号：内置 SN，支持多设备部署和高级设备管理

  • 双工作模式：USB 即插即用模式用于快速连接 PC，INT-Device（I2S）模式用于嵌入式系统集成——可通过 USB 或 I2C 命令配置，并通过切换固件实现

  • 开源兼容性：可与 USB 主机（Windows、macOS、Raspberry Pi OS）以及 I2S 主机（XIAO 系列、ESP32、Arduino）配合使用。

  • 可视化反馈：可编程 RGB LED 和状态指示灯用于显示设备状态和语音活动

  • 音频质量相当或更好：与上一代产品相比

硬件概览​

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主要组件​

组件 / 特性描述
主音频处理器XMOS XVF3800，负责包括 AEC、波束成形、噪声抑制等在内的音频处理。
麦克风阵列环形排布的 四路 PDM MEMS 麦克风，支持 360° 远场语音采集（5m）。
音频编解码器TLV320AIC3104，负责音频转换和输出。
RGB LED12 颗 WS2812 可单独寻址的 RGB LED，用于可视化反馈（如状态、语音活动）。
静音按键按下可 静音/取消静音 麦克风输入。
静音指示 LED点亮（通常为红色）以指示音频已被静音。
复位按键为板卡/系统提供硬件复位。
USB Type-C 接口用于 供电和数据传输（符合 USB Audio Class 2.0）。
3.5mm AUX 耳机插孔为耳机或有源音箱提供音频输出。
扬声器连接器JST 扬声器接口，支持 5W 功放扬声器。
调试焊盘为 XTAG4 或其他编程器提供调试访问。
I2C 与 I2S 排针暴露的排针用于与外部设备进行 I2C 和 I2S 通信。
未使用 IO 焊盘（XIAO）连接到 XIAO 模块的额外 I/O 焊盘。
I2S 与 I2C 通信支持通过这些协议连接到 Raspberry Pi、PC 等外部主机。
USB 与 INT-Device 模式双模式工作：即插即用 USB 模式或通过 I2S 的内部 INT 设备模式。
唯一序列号内置 设备 SN，用于标识和多设备管理。
开源兼容性可与 Arduino、Raspberry Pi、PC/Mac 协同工作，并兼容 XIAO 系列。
高级音频特性AEC、波束成形、去混响、DoA 检测、基于 DNN 的噪声抑制、60dB AGC。
可视化反馈通过 RGB LED 灯效 和 状态指示灯 显示设备状态和音频活动。
音频质量与 基于 XVF3000 的上一代设计 相当或更佳。
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ReSpeaker XVF3800 提供两个版本——一个不带 XIAO，另一个板载 XIAO ESP32S3。不带 XIAO 的版本使用默认 USB 固件工作。若要使用集成 XIAO 的版本，必须烧录为 INT-Device（I2S）模式 构建的固件。有关详细的设置说明，请参考官方 wiki 指南。

XIAO ESP32S3 支持​

  • 立体声 I2S 输入/输出，支持多种输出选项；I2C 接口用于配置和管理 XVF3800 参数。
  • 通过 IO 引脚复位 XIAO
  • 接口与焊盘

引脚分布​

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GPIO 概览​

reSpeaker XVF3800 暴露了 3 个输入引脚（GPI）和 5 个输出引脚（GPO）用于外部控制。你可以使用它们读取按键状态，或控制静音 LED、功放或 LED 等硬件。

引脚名称方向功能
X1D09输入 (RO)静音按键状态（释放时为高电平）
X1D13输入 (RO)悬空
X1D34输入 (RO)悬空
X0D11输出 (RW)悬空
X0D30输出 (RW)静音 LED + 麦克风静音控制（高电平 = 静音）
X0D31输出 (RW)功放使能（低电平 = 使能）
X0D33输出 (RW)WS2812 LED 供电控制（高电平 = 打开）
X0D39输出 (RW)悬空

入门指南​

硬件准备​

  • USB Type-C 线缆
  • 主机电脑或 Raspberry Pi

软件准备​

开箱即用​

DOA（声源到达方向）​

你可以体验 LED 阵列跟随语音入射方向变化的效果。

静音按键​

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ReSpeaker 上的 静音按键（Mute button） 用于临时 关闭麦克风阵列的语音采集。 按下静音按键时会发生什么？

  • 麦克风被静音——外部声音将不再被采集或处理。
  • 红色 LED 会点亮，表示 静音模式已激活。
  • 这意味着 ReSpeaker 将 不会向你的电脑或主机设备发送任何音频输入。

使用 Audacity 自行体验一下

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复位按键​

复位（RST）按键提供对 XVF3800 的硬件复位——按下时会重新启动芯片，并从最初状态重新初始化系统，就像完整断电重启一样。

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扬声器连接​

这里展示了如何根据你的音频输出偏好，使用 3.5mm AUX 耳机插孔或板载 JST 扬声器接口连接扬声器。

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安全模式​

安全模式是 ReSpeaker XVF3800 上的一种特殊恢复模式，它允许你通过 USB DFU 或 I2C（适用于 Raspberry Pi 和 ESP32 等设备）烧录固件。如果你之前已经烧录了 I2S 固件并希望切换回 USB 固件，可以进入安全模式，然后使用 USB DFU 重新烧录 USB 固件。

note

ReSpeaker XVF3800 上的每种固件类型都支持不同的更新方式：

  • USB 固件 仅支持 USB DFU，这意味着你可以通过 USB 连接更新设备，但 不支持 I2C DFU。

  • I2S 固件 则相反——它支持 I2C DFU，允许通过 I2C 接口进行固件更新，但 不支持 USB DFU。

  • 存储在 Factory 分区中的安全模式固件是最灵活的。它支持USB DFU 和 I2C DFU 两种方式。

何时使用安全模式

  • 你的固件工作异常（例如 USB 未被识别、LED 未按预期点亮）。
  • 你需要重新烧录新固件，但当前固件没有响应。
  • 你不小心烧录了错误的内容并希望恢复。

如何进入安全模式

  • 将设备完全断电关机。
  • 按住静音按钮。
  • 在按住静音按钮的同时，重新接通电源。
  • 红色 LED 将开始闪烁——这表明设备已进入安全模式。
  • 现在设备运行的是存储在 Factory 分区中的安全模式固件。

更新固件​

官方 GitHub 仓库中提供了三个固件版本。你可以根据应用需求选择并烧录合适的固件。更多详情和下载，请参考 Github 链接

note

请确保下载整个仓库。

USB 固件适用于通过 USB 硬件接口与主机操作系统（如 Windows、Linux 和 macOS）进行通信的场景。

提供两种固件变体：respeaker_xvf3800_usb_dfu_firmware_v2.0.x.bin，提供2 通道音频；以及 respeaker_xvf3800_usb_dfu_firmware_6chl_v2.0.x.bin，提供6 通道音频。两种固件版本均以 16 kHz 采样率和 32 位位深工作。

你可以在此链接中查看这些固件文件

固件通道数说明
respeaker_xvf3800_usb_dfu_firmware_v2.0.x.bin2处理后的 2 通道输出
通道 0：会议
通道 1：ASR
respeaker_xvf3800_usb_dfu_firmware_6chl_v2.0.x.bin6通道 0：处理后音频（会议）
通道 1：处理后音频（ASR）
通道 2：Mic 0 原始数据
通道 3：Mic 1 原始数据
通道 4：Mic 2 原始数据
通道 5：Mic 3 原始数据

通过 USB 线将 reSpeaker XVF3800 连接到你的电脑。请注意，你需要使用 XMOS USB-C 接口（靠近 3.5mm 插孔的接口）来烧录 XMOS 的固件。

安装 DFU Util​

dfu-util 是一个通过 USB 进行设备固件升级的命令行工具。

  • 下载 dfu-util-0.11-binaries.tar.xz 并解压，例如解压到 D:\dfu-util-0.11-binaries\win64\
    下载链接

  • 将 dfu-util.exe 的路径添加到系统的 Path 变量中：
    My Computer > Properties > Advanced > Environment Variables > Path

  • 打开 命令提示符（cmd）并验证安装：

dfu-util -V

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  • 连接 ReSpeaker XVF3800 并检查设备是否被检测到：
dfu-util -l

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如果你看到：
Cannot open DFU device 2886:001a ... (LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED)
请继续执行下面的驱动安装步骤。

  • 安装 Zadig
    • 打开 Zadig → Options > List All Devices
    • 选择 reSpeaker 3800 或 reSpeaker XVF3800 4-Mic Array
    • 安装 WinUSB 驱动
    • 重新上电设备
    • 再次运行 dfu-util -l 以确认设备已被检测到。

烧录固件​

在此处从 GitHub 下载完整固件仓库 XMOS XVF 3800

  • 运行以下命令来烧录固件

dfu-util -R -e -a 1 -D /path/to/dfu_firmware.bin
  • 在 Linux 上，使用 sudo 运行
sudo dfu-util -R -e -a 1 -D /path/to/dfu_firmware.bin
  • -R 选项会在烧录完成后自动重启开发板。

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  • 再次使用 dfu-util -l 命令检查固件版本，以确保新固件已成功烧录

录音与回放​

配置 Audacity（Windows）​

  1. 打开 Audacity
  2. 进入 Audio Setup > Audio Settings

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  1. 设置：
    • Host：Windows WASAPI
    • Recording Device：reSpeaker 3800
    • Channels：2 (Stereo)
    • Sample Rate：16000 Hz（用于 Project 和 Default Sample Rate）
    • Sample Format：24-bit

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  1. 点击 OK
  2. 一切就绪——开始录音吧！

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如何控制 reSpeaker XVF3800​

reSpeaker XVF3800 配备了一个控制接口，允许用户配置设备的运行、设置或读取参数数据，并将参数数据保存在设备上。用户可以通过 USB 或 I2C 接口控制设备。我们提供了示例主机应用程序 xvf_host（适用于 Linux、macOS 和 Raspberry Pi OS）或 xvf_host.exe（适用于 Windows），以便轻松连接到 reSpeaker XVF3800 的控制接口。

从这里下载

note

如果你想进一步了解如何通过 xvf_host 进行控制，请阅读这篇文章。

Windows 用户​

  • 确保 ReSpeaker XVF3800 通过 USB 连接
  • 将 xvf_host.exe 解压到类似如下的文件夹中：
C:\Tools\xvf_host\

验证安装

cd C:\Tools\xvf_host
xvf_host.exe --help

检查设备连接

xvf_host.exe VERSION

预期输出：

Device (USB)::device_init() -- Found device VID: 10374 PID: 26 interface: 3
VERSION 2 0 2

LED 控制

命令示例描述
led_effectxvf_host.exe led_effect 10=关闭，1=呼吸，2=彩虹，3=常亮，4=DoA
led_colorxvf_host.exe led_color 0xff8800设置十六进制颜色（橙色）
led_speedxvf_host.exe led_speed 1设置效果速度
led_brightnessxvf_host.exe led_brightness 255设置亮度
led_gammifyxvf_host.exe led_gammify 1启用伽马校正
led_doa_colorxvf_host.exe led_doa_color 0x0000ff 0xff0000设置 DoA 基础/方向颜色

🟠 示例（橙色呼吸灯）：

xvf_host.exe led_effect 1
xvf_host.exe led_color 0xff8800
xvf_host.exe led_speed 1
xvf_host.exe led_brightness 255

配置

xvf_host.exe save_configuration 1
xvf_host.exe clear_configuration 1

GPIO 控制

读取输入：

xvf_host.exe GPI_READ_VALUES

输出示例：GPI_READ_VALUES 1 0 0

在此示例中，返回的 1 0 0 表示引脚 X1D09 为高电平，引脚 X1D13 为低电平，引脚 X1D34 为低电平。

读取输出：

xvf_host.exe GPO_READ_VALUES

输出示例：GPO_READ_VALUES 0 1 1 0 0

在此示例中，返回的 0 0 0 1 0 表示引脚 X0D11 为低电平，引脚 X0D30 为低电平，引脚 X0D31 为高电平，引脚 X0D33 为高电平，引脚 X0D39 为低电平。

设置输出：

xvf_host.exe GPO_WRITE_VALUE 30 1  # Turn ON mute LED
xvf_host.exe GPO_WRITE_VALUE 30 0  # Turn OFF mute LED

到达方向（DoA）

  • DoA 告诉你说话者来自哪个方向。
  • ReSpeaker XVF3800 上的 LED 灯环 会通过灯光显示方向。
  • 你也可以使用 xvf_host 工具读取 DoA 数值。

检查 DoA 数值的命令

xvf_host.exe AEC_AZIMUTH_VALUES

输出示例

Device (USB)::device_init() -- Found device VID: 10374 PID: 26 interface: 3
AEC_AZIMUTH_VALUES 0.91378 (52.36 deg) 0.00000 (0.00 deg) 1.57080 (90.00 deg) 0.91378 (52.36 deg)
  • Focused beam 1：第一个固定收听方向
  • Focused beam 2：第二个固定收听方向
  • Free running beam：始终扫描的方向
  • Auto selected beam：为获得最佳音频而最终选择的波束（用于 DoA 指示）

语音指示

  • 语音能量显示语音信号有多强——类似语音音量计。
  • 用于检测是否有人在说话以及他们有多响/多近。
  • 噪声、回声和距离会影响能量值。

检查语音能量的命令：

xvf_host.exe AEC_SPENERGY_VALUES

输出示例

Device (USB)::device_init() -- Found device VID: 10374 PID: 26 interface: 3
AEC_SPENERGY_VALUES 2080656 0 2083455 2080656
  • Focused beam 1：第一束波束的能量
  • Focused beam 2：第二束波束的能量
  • Free running beam：扫描波束的能量
  • Auto selected beam：被选为最终输出的波束能量

音频输出通道

  • XVF3800 提供 2 个音频通道：
    • 左声道：干净的、后处理音频
    • 右声道：ASR 波束或回声/参考数据

你可以重新路由这些通道以输出不同的源。

示例命令

将左声道设置为放大后的麦克风 0

xvf_host.exe AUDIO_MGR_OP_L 3 0

将右声道设置为远端（参考）数据

xvf_host.exe AUDIO_MGR_OP_R 5 0

输出示例：

Device (USB)::device_init() -- Found device VID: 10374 PID: 26 interface: 3

调节参数（让声音更好听！）

  • 这些设置有助于改进回声消除、噪声抑制、增益等。
  • 当默认设置效果不够好时使用它们。

常用参数：

参数含义
AUDIO_MGR_REF_GAIN扬声器输入增益（回声信号）
AUDIO_MGR_MIC_GAIN麦克风输入增益（麦克风拾音有多响）
AUDIO_MGR_SYS_DELAY麦克风与扬声器信号之间的延迟
PP_AGCMAXGAIN自动增益控制的最大增益
AEC_ASROUTGAINASR 波束输出的增益

如需更深入的文档和高级命令，请访问官方 GitHub 仓库：
ReSpeaker XVF3800 Host Control README

故障排查​

扬声器播放声音输出不够大？​

如果 ReSpeaker XVF3800 在 Linux 上的扬声器输出音量太小，你可能需要调整 XVF3800 声卡的 ALSA 混音器级别。按照以下步骤提高输出音量。

步骤 1：打开 ALSA 混音器

  1. 打开终端。

  2. 输入以下命令并按下 Enter：

    alsamixer

步骤 2：选择 XVF3800 声卡

  1. 按下 F6 打开声卡选择菜单。
  2. 使用上下方向键高亮选择 XVF3800 声卡。
  3. 按下 Enter 确认选择。

步骤 3：调整 PCM-1 音量

  1. 使用左右方向键导航到 PCM-1。
  2. 使用上方向键将音量级别提高到 100%。

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步骤 4：保存 ALSA 设置

  1. 按下 ESC 退出 alsamixer。
  2. 在拔下 XVF3800 之前，运行以下命令以保存你的设置：
   sudo alsactl store

步骤 5：附加选项（使用 PulseAudio）

如果在调整 ALSA 级别后仍然无法清晰听到声音，尝试安装 PulseAudio 音量控制以进行更精细的音量调节：

sudo apt install pavucontrol -y

然后你可以打开 pavucontrol，在需要时将输出音量提高到 100% 以上。

重新安装 USB 驱动后，我的 ReSpeaker 无法录音和播放​

在设备管理器中卸载所有与 ReSpeaker 相关的驱动程序。这解决了该问题。

在刷写固件后，无法在 Windows 中作为声音设备使用？​

打开开始菜单并输入 Device manager。找到与 reSpeaker XVF 3800 相关的设备，右键点击它们并选择 Uninstall devices。之后，重启设备（USB 拔插），Windows 会为其重新安装正确的声卡驱动。

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资源​

技术支持与产品讨论​

感谢你选择我们的产品！我们将为你提供多种支持，以确保你在使用我们产品时的体验尽可能顺畅。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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