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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 提供算力，支持 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 即插即用模式可快速连接 PC，INT-Device（I2S）模式可集成到嵌入式系统中——可通过 USB 或 I2C 命令配置，并通过切换固件实现

  • 开源兼容性 ：可作为 USB 主机（Windows、macOS、Raspberry Pi OS）和 I2S 主机（XIAO 系列、ESP32、Arduino）的设备使用。

  • 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

硬件总览​

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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、功放或其他 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 阵列跟随输入语音方向变化的效果。

静音按键​

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ReSpeaker 上的 静音按键（Mute button） 用于临时 禁用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

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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，并从头重新初始化系统，就像执行了一次完整的断电重启。

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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 为设备（如 Raspberry Pi 和 ESP32）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。但它 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 Mute 按钮不放。
  • 在按住 Mute 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

不要使用“另存为（save as）”从 GitHub 下载固件文件，否则文件会损坏。请克隆仓库或使用“Download as ZIP”将整个仓库（及其中所有文件）作为 ZIP 文件下载。

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：Conference
通道 1：ASR
respeaker_xvf3800_usb_dfu_firmware_6chl_v2.0.x.bin6通道 0：处理后音频（Conference）
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。注意，你需要使用 XMOS USB-C 接口（靠近 3.5mm 插孔的那个）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. 设置如下：
    • 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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如何调参？​

调参允许用户配置内置音频算法的参数，并与 XMOS 芯片直接通信。

提供了专用的 Python 控制接口，用于参数配置和设备交互。

Python Control Directory

使用提供的 Python 脚本，你可以：

  • 配置内置音频算法参数
  • 获取 DoA（声源到达方向）数据
  • 获取 VAD（语音活动检测）数据
  • 控制板载 LED
  • 控制语音处理流水线
  • 直接与 XMOS 设备通信

系统要求

使用 Python 控制接口需要以下依赖：

  • Python 3.6 或更高版本
  • pyusb Python 库
  • libusb 系统库

安装与依赖​

使用以下命令安装所需的 Python 依赖：

pip install pyusb

根据你的操作系统，你可能还需要单独安装 libusb 软件包。

用法​

基本语法

python xvf_host.py [options] command [value(s)...]

命令选项

OptionDescription
-l, --list列出所有支持的命令及其详细信息
--vid设置 USB Vendor ID（默认：0x2886）
--pid设置 USB Product ID（默认：0x001A）
--values为写入命令提供数值（可选）

使用示例​

列出可用命令

显示所有支持的固件命令。

python xvf_host.py --list

读取固件版本

获取当前在设备上运行的固件版本。

python xvf_host.py VERSION

示例输出

VERSION: [2, 0, 7]

读取声源到达方向（DOA）

获取检测到的声源方向。

python xvf_host.py DOA_VALUE

示例输出

DOA_VALUE: [135]

设置 LED 颜色

使用十六进制 RGB 值配置 LED 颜色。

python xvf_host.py LED_COLOR --values 0xFF0000

设置 LED 亮度

调整 LED 亮度百分比。

python xvf_host.py LED_BRIGHTNESS --values 50

读取麦克风阵列几何信息

获取声学处理算法使用的麦克风坐标。

python xvf_host.py AEC_MIC_ARRAY_GEO

示例输出

AEC_MIC_ARRAY_GEO:
[0.033, -0.033, 0.000,
 0.033,  0.033, 0.000,
-0.033,  0.033, 0.000,
-0.033, -0.033, 0.000]

故障排查​

扬声器输出的回放声音不够大？​

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 Mixer

  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 Volume Control 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 无法录音和回放​

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

在刷写固件后，无法在 Windows 中作为声卡设备使用？​

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体验顺畅。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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