reSpeaker Flex と XIAO ESP32S3
概要
reSpeaker Flex ESP32 バージョンは、コアボード上にあらかじめはんだ付けされた XIAO ESP32S3 モジュールを統合しており、ワイヤレス制御とエッジ処理のための Wi-Fi および Bluetooth 接続を提供します。XMOS XVF3800 ボイスプロセッサによって駆動されるこのシステムは、マイクアレイボードが柔軟な 24 ピン FPC ケーブルを介してコアボードに接続される同じモジュラーアーキテクチャを維持しており、機器筐体内で柔軟に配置できます。円形および直線状の 4 マイクアレイの両方をサポートし、360° 全方位収音または前方指向性の収音のいずれかを実現します。システムは USB（UAC 2.0）または I2S で動作でき、統合された ESP32S3 により、IoT 接続、ローカル制御、および組み込みアプリケーションとの容易な統合が可能になります。
| reSpeaker Flex XVF3800 Linear with XIAO ESP32S3 | reSpeaker Flex XVF3800 Circular with XIAO ESP32S3 | |
|---|---|---|
 |  | |
特徴
-
分離型モジュラー設計: コアボードとマイクアレイボードは物理的に分離されており、FPC フラットケーブルで接続されることで、あらゆる製品筐体内で柔軟に配置できます
-
マイク構成の選択肢: 同じコアボードを使用し、円形 4 マイクアレイ（360° 収音、44mm 間隔）または直線状 4 マイクアレイ（180° 前方指向性、33mm 間隔）を交換して使用可能
-
XMOS XVF3800 オーディオ処理: AEC、AGC、DoA、多チャンネルビームフォーミング、VAD、ノイズ抑圧、残響除去を含むフル機能のオーディオ DSP
-
2 つの動作モード: PC や SBC とプラグアンドプレイで接続できる USB UAC 2.0、組み込み機器へ直接統合するための I2S モード
-
デュアル USB 接続: USB-C ポートと PH2.0 ロッキングポートの両方が、UAC 2.0 オーディオおよび DFU ファームウェアアップグレードに対応
-
オンボードスピーカーアンプ: JST コネクタ経由で 10W 4Ω スピーカーを駆動可能で、3.5mm AUX ヘッドホン出力を備えています
-
XIAO ESP32S3 対応: 事前にはんだ付けされたモジュールにより Wi-Fi/Bluetooth を追加し、I2S および I2C バスが XVF3800 に直接配線されているため、ワイヤレス制御とオーディオ転送が可能
-
柔軟なファームウェア: デュアル USB ファームウェアバリエーション（2 チャンネルおよび 6 チャンネル）、I2S ファームウェア、dfu-util による DFU アップグレード、および電源再投入後も保持される設定
-
Python SDK: Python 経由で録音フォーマット、音量、アルゴリズムパラメータ、およびチャンネルルーティングを調整可能
主なコンポーネント
コアボード
| コンポーネント / 機能 | 説明 |
|---|---|
| メインオーディオプロセッサ | XMOS XVF3800（ファームウェア v3.2.1）。AEC、ビームフォーミング、DoA、ノイズ抑圧など、すべてのオーディオ DSP を処理 |
| オーディオコーデック | TLV320AIC3104。オーディオ変換および DAC 出力を処理 |
| FPC マイクアレイインターフェース | ロッキングラッチ付き 24 ピン FPC コネクタ。2 本の GPIO ラインを備えた最大 8 マイクアレイをサポート |
| USB-C ポート | UAC 2.0 オーディオ、DFU ファームウェアアップグレード、および電源供給 |
| PH2.0 ポート | ロッキングラッチ付きコネクタ。USB-C ポートと同じ UAC 2.0 オーディオおよび DFU を提供 |
| 3.5 mm AUX ジャック | オンボード DAC から駆動されるサイド出力のヘッドホン端子 |
| スピーカー JST コネクタ | 最大 10W 4Ω スピーカーを駆動する縦型実装コネクタ。スピーカーを直結するためのはんだパッドも用意 |
| 外部電源端子 | システム全体に 12V を供給し、10W スピーカー負荷をサポート（P1 優先） |
| RST ボタン | XVF3800 用のハードウェアリセット |
| SafeMode（ブート）ボタン | 電源投入時に押し続けると、ファームウェアリカバリ用のセーフモードに入ります |
| PWR LED | 電源オンを示す緑色インジケータ |
| デバッグパッド | XMOS XTAG4 用の予備パッド（工場出荷時は未はんだ付け） |
| XMOS 3800 IO ヘッダ | I2C、I2S、5V/GND、スピーカーピン、および残りの XVF3800 IO 用のピンヘッダ／パッドを外部に引き出し |
| 取付穴 | 4 × M3 取付穴 |
| XIAO ESP32S3 | ホストデバイスとして使用する際に XIAO ESP32S3 をはんだ付け可能 |
| XIAO ESP32S3 GPIO | 残りの GPIO は IO および周辺機能拡張に使用可能 |
円形アレイボード
| コンポーネント / 機能 | 説明 |
|---|---|
| マイク | 44 mm 間隔で円形レイアウトに配置された 4× PDM MEMS マイク |
| 収音パターン | 360° 全方位の音声収音 |
| インターフェース | コアボードへの FPC コネクタ |
| 取付 | エンクロージャや筐体への固定用 3 × M3 取付穴 |
直線状アレイボード
| コンポーネント / 機能 | 説明 |
|---|---|
| マイク | 33 mm 間隔で直線レイアウトに配置された 4× PDM MEMS マイク |
| 収音パターン | 約 180° の前方収音パターンで、背面の音を抑制 |
| インターフェース | FPC コネクタ。ケーブルは側面または背面から配線可能 |
| 取付 | 2 × M3 取付穴 |
XIAO ESP32S3 対応
reSpeaker Flex コアボードには、Seeed Studio XIAO ESP32S3 モジュールをはんだ付けするための専用フットプリントが用意されており、XVF3800 のオーディオ処理パイプラインに Wi-Fi および Bluetooth 接続を追加できます。XIAO を含む SKU（-C4-1 および -L4-1）には、このモジュールが実装済みで出荷されます。ベース SKU（-C4-0 および -L4-0）では、このフットプリントは未実装のままです。 XIAO が実装されている場合、XIAO と XVF3800 の間には次の接続が配線されています。
- I2S バス — 再生および録音用のデュアルバスで、双方向のオーディオストリーミングのために BCLK、MCLK、LRCLK を共有
- I2C バス — XIAO から XVF3800 の設定パラメータを読み書きするために使用
- RST ライン — XIAO は専用 IO ピンを介して XVF3800 にハードウェアリセットをかけることが可能
- 残りの XIAO IO — ユーザー拡張用にラベル付きピンヘッダ／パッドへ引き出し
ピンヘッダ
24 FPC ケーブル
FPC マイクアレイインターフェースは、ロッキングラッチ付きの 24 ピン、0.5mm ピッチコネクタで、同梱されている 20cm の FPC フラットケーブルはこのコネクタにキーイングされています。
| ピン | 信号名 | 種類 | 機能説明 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | MIC_VDD | 電源 | マイク電源 | 3.3V 電源 |
| 2 | MIC_VDD | 電源 | マイク電源 | 電源安定性向上のためのデュアルピン |
| 3 | GND | GND | 電源リターングラウンド | 電源 GND |
| 4 | MIC_CLK | Out | グローバルクロック信号 | コア信号、2–4 MHz |
| 5 | GND | GND | クロックシールド用グラウンド | クロック専用グラウンド |
| 6 | MIC_D1 | In | データライン 1 | CH1 マイク |
| 7 | GND | GND | D1 アイソレーショングラウンド | |
| 8 | MIC_D2 | In | データライン 2 | CH2 マイク |
| 9 | GND | GND | D2 アイソレーショングラウンド | |
| 10 | MIC_D3 | In | データライン 3 | CH3 マイク |
| 11 | GND | GND | D3 アイソレーショングラウンド | |
| 12 | MIC_D4 | In | データライン 4 | CH4 マイク |
| 13 | GND | GND | D4 アイソレーショングラウンド | |
| 14 | MIC_D5 | In | データライン 5 | CH5 マイク |
| 15 | GND | GND | D5 アイソレーショングラウンド | |
| 16 | MIC_D6 | In | データライン 6 | CH6 マイク |
| 17 | GND | GND | D6 アイソレーショングラウンド | |
| 18 | MIC_D7 | In | データライン 7 | CH7 マイク |
| 19 | GND | GND | D7 アイソレーショングラウンド | |
| 20 | MIC_D8 | In | データライン 8 | CH8 マイク |
| 21 | GND | GND | D8 アイソレーショングラウンド | |
| 22 | GPIO_1 | I/O | 汎用入出力 | 拡張機能 |
| 23 | GPIO_2 | I/O | 汎用入出力 | 拡張機能 |
| 24 | GND | GND | GPIO シールド用グラウンド | GPIO ノイズを吸収 |
はじめに
最適な音声収音性能とオーディオアルゴリズムの正しい動作を確保するために、デバイス背面の Microphone Port（Mic Inlet / Sound Hole）が音源の方向を向くようにしてください。マイクポートは、Seeed Studio ロゴが印刷されている側にあります。
ハードウェアの準備
- USB Type-C ケーブル
- ホストコンピュータ または Raspberry Pi
I2S ファームウェアを書き込む
reSpeaker Flex を XIAO ESP32S3 と一緒に使用するには、reSpeaker Flex のファームウェアが I2S バージョンであることを確認してください。最新の I2S ファームウェアを書き込むには、Firmware Flash を確認してください。詳しくは セクション をご覧ください。
通常、XIAO ESP32S3 を搭載した reSpeaker Flex には、I2S バージョン用に設定された工場出荷時ファームウェアが搭載されています。
ソフトウェアの準備
Arduino IDE をインストール
お使いのオペレーティングシステムに応じて、安定版の Arduino IDE をダウンロードしてインストールします
Arduino-ESP32 をインストール
Boards Manager を使用してインストールを開始するには、次の手順に従ってください：
-
Arduino IDE の最新版（1.8 以降）をインストールします。現在のバージョンは arduino.cc のウェブサイトにあります。
-
Arduino を起動し、
Settingsウィンドウを開きます。 -
上記のリリースリンクのいずれかを Additional Board Manager URLs フィールドに入力します。複数の URL をカンマで区切って追加できます。
https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json
- サイドバーから
Boards Managerを開き、ESP32を検索してINSTALLをクリックします。
- Arduino IDE を再起動します。
補助ライブラリ
提供されているサンプルを実行するには、Arduino Audio Tools library をインストールしてください。
技術サポートと製品ディスカッション
弊社製品をお選びいただきありがとうございます。私たちは、製品をできるだけスムーズにご利用いただけるよう、さまざまなサポートを提供しています。お好みやニーズに合わせて選べる、複数のコミュニケーションチャネルをご用意しています。