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ReSpeaker XVF3800 入門ガイド

概要​

ReSpeaker XVF3800 USB 4-Mic Array は、XMOS XVF3800 を搭載したプロフェッショナル向け 4 マイク円形アレイで、AEC、AGC、DoA、ビームフォーミング、VAD、ノイズ抑制、残響除去、360° 音声キャプチャ（最大 5m）、および高度な音声アプリケーション向けの 2 つの動作モードを備えています。

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特長​

  • チップのアップグレード :XVF3000 から XVF3800 へ

  • 4 マイクアレイ :4 つの高性能マイクを円形に配置し、最大 5 メートルの 360° 遠距離音声キャプチャに対応

  • 高度なオーディオ処理 :XVF3800 による AEC、マルチビームフォーミング、残響除去、DoA 検出、動的ノイズ抑制、60dB の AGC レンジ

  • 一意のデバイスシリアル番号 :内蔵 SN により、複数デバイスの展開や高度なデバイス管理が可能

  • 2 つの動作モード :PC にすぐ接続できる USB プラグアンドプレイモードと、組み込みシステムと統合するための INT-Device（I2S）モード—ファームウェアを切り替えることで USB または I2C コマンド経由で設定可能

  • オープンソース互換 :USB ホスト（Windows、macOS、Raspberry Pi OS）および I2S ホスト（XIAO シリーズ、ESP32、Arduino）で動作します。

  • 視覚的フィードバック :プログラム可能な RGB LED とステータスインジケータにより、デバイス状態や音声アクティビティを表示

  • 同等以上の音質 :従来モデルと比較して同等またはそれ以上の音質

ハードウェア概要​

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主なコンポーネント​

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。AEC、ビームフォーミング、ノイズ抑制などのオーディオ処理を担当します。
マイクアレイ円形配置の 4 つの PDM MEMS マイク で、360° 遠距離音声キャプチャ（5m） に対応します。
オーディオコーデックTLV320AIC3104。オーディオの変換と出力を担当します。
RGB LED視覚的フィードバック（例：ステータス、音声アクティビティ）用の 12 個の WS2812 個別制御 RGB LED。
ミュートボタン押すとマイク入力を ミュート/ミュート解除 します。
ミュートインジケータ LEDオーディオがミュートされていることを示すために（通常は赤色で）点灯します。
リセットボタンボード/システムのハードウェアリセット。
USB Type-C ポート電源とデータ の両方に使用されます（USB Audio Class 2.0 準拠）。
3.5mm AUX ヘッドホンジャックヘッドホンまたはアクティブスピーカー用のオーディオ出力。
スピーカーコネクタJST スピーカーインターフェース で、5W アンプ内蔵スピーカー をサポートします。
デバッグパッドXTAG4 などのプログラマ向けデバッグアクセス。
I2C & I2S ヘッダ外部デバイスとの I2C および I2S 通信 用に引き出されたヘッダ。
未使用 IO パッド（XIAO）XIAO モジュールに接続された追加の I/O はんだパッド。
I2S & I2C 通信これらのプロトコルを使用して Raspberry Pi、PC などの外部ホストへの接続をサポートします。
USB & INT-Device モード2 つの動作モード：プラグアンドプレイ USB または I2S を介した内部 INT デバイスモード。
一意のシリアル番号識別および複数デバイス管理のための内蔵 デバイス SN。
オープンソース互換性Arduino、Raspberry Pi、PC/Mac で動作し、XIAO シリーズ と互換性があります。
高度なオーディオ機能AEC、ビームフォーミング、残響除去、DoA 検出、DNN ベースのノイズ抑制、60dB AGC。
視覚的フィードバックRGB LED パターン と ステータスインジケータ によりデバイス状態とオーディオアクティビティを表示します。
音質従来の XVF3000 ベース設計 と同等またはそれ以上。
注記

ReSpeaker XVF3800 には 2 つのバリエーションがあり、1 つは XIAO なし、もう 1 つは XIAO ESP32S3 をオンボード搭載したモデルです。XIAO なしバージョンはデフォルトの USB ファームウェアで動作します。XIAO 統合バージョンを使用するには、INT-Device（I2S）モード 用にビルドされたファームウェアを書き込む必要があります。詳細なセットアップ手順については、公式 wiki ガイド を参照してください。

XIAO ESP32S3 サポート​

  • 複数の出力オプションを備えたステレオ I2S 入出力；XVF3800 のパラメータ設定と管理用の I2C インターフェース。
  • IO ピン経由の XIAO リセット
  • インターフェースおよびはんだパッド

ピン配置​

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GPIO 概要​

reSpeaker XVF3800 には、外部制御用に 3 本の入力ピン（GPI）と 5 本の出力ピン（GPO）が用意されています。これらを使用してボタン状態を読み取ったり、ミュート LED、アンプ、LED などのハードウェアを制御したりできます。

ピン名方向機能
X1D09Input (RO)ミュートボタンの状態（離したとき High）
X1D13Input (RO)未接続
X1D34Input (RO)未接続
X0D11Output (RW)未接続
X0D30Output (RW)ミュート LED + マイクミュート制御（High = ミュート）
X0D31Output (RW)アンプ有効化（Low = 有効）
X0D33Output (RW)WS2812 LED 電源制御（High = オン）
X0D39Output (RW)未接続

はじめに​

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

ソフトウェアの準備​

開封してすぐに使う​

DOA（到来方向）​

LED アレイが入力音声の方向に追従する様子を体験できます。

ミュートボタン​

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ReSpeaker 上の ミュートボタン は、マイクアレイからの 音声キャプチャを一時的に無効化 するために使用します。 ミュートボタンを押すとどうなりますか？

  • マイクがミュートされ、外部の音声はキャプチャも処理もされなくなります。
  • 赤色 LED が点灯し、ミュートモードが有効 であることを示します。
  • つまり、ReSpeaker はコンピュータやホストデバイスに いかなる音声入力も送信しません。

Audacity で試してみましょう

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リセットボタン​

リセット（RST）ボタンは XVF3800 のハードウェアリセットを提供します。押すとチップが再起動し、システムが最初から再初期化され、完全な電源再投入と同じ動作を行います。

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スピーカー接続​

ここでは、オーディオ出力の好みに応じて、3.5mm AUX ヘッドホンジャックまたはオンボードの JST スピーカーインターフェースを使用してスピーカーを接続する方法を確認できます。

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セーフモード​

セーフモードは ReSpeaker XVF3800 上の特別なリカバリモードで、Raspberry Pi や ESP32 などのデバイス向けに USB DFU または I2C を介してファームウェアを書き込むことができます。以前に I2S ファームウェアを書き込んでいて USB ファームウェアに戻したい場合は、セーフモードに入って USB DFU を使用し、USB ファームウェアを書き戻すことができます。

注記

ReSpeaker XVF3800 上の各種ファームウェアは、それぞれ異なる更新方法をサポートしています。

  • USB ファームウェア は USB DFU のみをサポートしており、USB 接続を使用してデバイスを更新できます。ただし、I2C DFU には対応していません。

  • I2S ファームウェア はその逆で、I2C DFU をサポートしており、I2C インターフェース経由でファームウェア更新が可能ですが、USB DFU には対応していません。

  • Factory パーティションに保存されている Safe Mode ファームウェア が最も柔軟です。これは USB DFU と I2C DFU の両方 をサポートします。

Safe Mode を使用するタイミング

  • ファームウェアが正しく動作していない（例：USB が認識されない、LED が想定どおりに点灯しない）場合。
  • 新しいファームウェアを書き込みたいが、現在のファームウェアが応答しない場合。
  • 誤ったファームウェアを書き込んでしまい、復旧したい場合。

Safe Mode への入る方法

  • デバイスの電源を完全にオフにします。
  • Mute ボタンを押し続けます。
  • Mute ボタンを押したまま、電源を再接続します。
  • 赤色 LED が点滅し始めます — これでデバイスが Safe Mode になったことが確認できます。
  • これでデバイスは Factory パーティションに保存されている Safe Mode ファームウェアで動作します。

ファームウェアの更新​

公式 GitHub リポジトリには 3 種類のファームウェアが用意されています。用途に応じて適切なファームウェアを選択して書き込むことができます。詳細およびダウンロードについては、Github Link を参照してください。

注記

必ずリポジトリ全体をダウンロードしてください。

USB ファームウェアは、USB ハードウェアインターフェースを介して通信する際に、Windows、Linux、macOS などのホスト OS で使用することを想定しています。

2 つのファームウェアバリエーションがあります。respeaker_xvf3800_usb_dfu_firmware_v2.0.x.bin は 2 チャンネル オーディオを提供し、respeaker_xvf3800_usb_dfu_firmware_6chl_v2.0.x.bin は 6 チャンネル オーディオを提供します。どちらのファームウェアも 16 kHz サンプリングレート、32 ビット 深度で動作します。

これらのファームウェアファイルは this link から確認できます。

ファームウェアチャンネル数備考
respeaker_xvf3800_usb_dfu_firmware_v2.0.x.bin2処理済み 2 チャンネル出力
チャンネル 0: Conference
チャンネル 1: ASR
respeaker_xvf3800_usb_dfu_firmware_6chl_v2.0.x.bin6チャンネル 0: 処理済みオーディオ (Conference)
チャンネル 1: 処理済みオーディオ (ASR)
チャンネル 2: Mic 0 生データ
チャンネル 3: Mic 1 生データ
チャンネル 4: Mic 2 生データ
チャンネル 5: Mic 3 生データ

reSpeaker XVF3800 を USB ケーブルで PC に接続します。XMOS のファームウェアを書き込むには、XMOS USB-C ポート（3.5mm ジャックポートの近く）を使用する必要があることに注意してください。

DFU Util のインストール​

dfu-util は、USB 経由で Device Firmware Upgrade を行うためのコマンドラインツールです。

  • dfu-util-0.11-binaries.tar.xz をダウンロードして展開します（例：D:\dfu-util-0.11-binaries\win64\）。
    Download Link

  • システムの Path 変数に dfu-util.exe へのパスを追加します。
    My Computer > Properties > Advanced > Environment Variables > Path

  • Command Prompt（cmd）を開き、インストールを確認します：

dfu-util -V

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  • ReSpeaker XVF3800 を接続し、デバイスが検出されるか確認します：
dfu-util -l

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次のようなメッセージが表示された場合：
Cannot open DFU device 2886:001a ... (LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED)
以下のドライバインストール手順に進んでください。

  • Zadig をインストールします。
    • Zadig を開き、Options > List All Devices を選択します。
    • reSpeaker 3800 または reSpeaker XVF3800 4-Mic Array を選択します。
    • WinUSB ドライバをインストールします。
    • デバイスの電源を入れ直します。
    • dfu-util -l を再度実行し、検出を確認します。

ファームウェアの書き込み​

GitHub から完全なファームウェアリポジトリをダウンロードします：XMOS XVF 3800

  • 次のコマンドを実行してファームウェアを書き込みます。

dfu-util -R -e -a 1 -D /path/to/dfu_firmware.bin
  • Linux では sudo を付けて実行します。
sudo dfu-util -R -e -a 1 -D /path/to/dfu_firmware.bin
  • -R オプションは、書き込み後にボードを自動的に再起動します。

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  • 新しいファームウェアが書き込まれたことを確認するために、dfu-util -l コマンドで再度ファームウェアバージョンを確認します。

録音と再生​

Audacity のセットアップ（Windows）​

  1. Audacity を開きます。
  2. Audio Setup > Audio Settings に移動します。

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  1. 次のように設定します：
    • Host: Windows WASAPI
    • Recording Device: reSpeaker 3800
    • Channels: 2 (Stereo)
    • Sample Rate: 16000 Hz（Project と Default Sample Rate の両方）
    • Sample Format: 24-bit

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  1. OK をクリックします。
  2. 準備完了です — 録音を開始しましょう！

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reSpeaker XVF3800 の制御方法​

reSpeaker XVF3800 には、デバイスの動作を設定し、パラメータデータを設定または読み取り、デバイス上にパラメータデータを保存できる制御インターフェースが搭載されています。ユーザーは USB または I2C インターフェースを介してデバイスを制御できます。サンプルホストアプリケーションとして、Linux、macOS、Raspberry Pi OS 向けの xvf_host、Windows 向けの xvf_host.exe が提供されており、reSpeaker XVF3800 の制御インターフェースに簡単に接続できます。

Here からダウンロードします

注記

xvf_host を介した制御についてさらに詳しく知りたい場合は、この記事をお読みください。

Windows ユーザー​

  • ReSpeaker XVF3800 が USB 経由で接続されていることを確認します
  • xvf_host.exe を次のようなフォルダに解凍します：
C:\Tools\xvf_host\

インストールを確認する

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

デバイス接続を確認する

xvf_host.exe VERSION

期待される出力：

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

LED 制御

コマンド例説明
led_effectxvf_host.exe led_effect 10=off、1=breath、2=rainbow、3=solid、4=DoA
led_colorxvf_host.exe led_color 0xff880016 進カラー（オレンジ）を設定
led_speedxvf_host.exe led_speed 1エフェクト速度を設定
led_brightnessxvf_host.exe led_brightness 255輝度を設定
led_gammifyxvf_host.exe led_gammify 1ガンマ補正を有効化
led_doa_colorxvf_host.exe led_doa_color 0x0000ff 0xff0000DoA のベース色／方向色を設定

🟠 例（オレンジのブレスエフェクト）：

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

設定

xvf_host.exe save_configuration 1
xvf_host.exe clear_configuration 1

GPIO 制御

入力を読み取る：

xvf_host.exe GPI_READ_VALUES

出力例：GPI_READ_VALUES 1 0 0

この例では、戻り値 1 0 0 は、ピン X1D09 が High レベル、ピン X1D13 が Low レベル、ピン X1D34 が Low レベルであることを意味します。

出力を読み取る：

xvf_host.exe GPO_READ_VALUES

出力例：GPO_READ_VALUES 0 1 1 0 0

この例では、戻り値 0 0 0 1 0 は、ピン X0D11 が Low レベル、ピン X0D30 が Low レベル、ピン X0D31 が High レベル、ピン X0D33 が High レベル、ピン X0D39 が Low レベルであることを意味します。

出力を設定する：

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

到来方向（DoA）

  • DoA は、誰かがどの方向から話しているかを示します。
  • ReSpeaker XVF3800 の LED リング は、光で方向を表示します。
  • xvf_host ツールを使用して DoA の値を読み取ることもできます。

DoA の値を確認するコマンド

xvf_host.exe AEC_AZIMUTH_VALUES

出力例

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 1：1 つ目の固定リスニング方向
  • Focused beam 2：2 つ目の固定リスニング方向
  • Free running beam：常に方向をスキャン
  • Auto selected beam：最適な音声のために最終的に選択されたビーム（DoA 表示に使用）

音声インジケータ

  • Speech Energy は、音声信号の強さを示します — 音声の音量メーターのようなものです。
  • 誰かが話しているかどうか、またその大きさ／近さを検出するために使用されます。
  • ノイズ、エコー、距離によってエネルギー値は影響を受けます。

Speech Energy を確認するコマンド：

xvf_host.exe AEC_SPENERGY_VALUES

出力例

Device (USB)::device_init() -- Found device VID: 10374 PID: 26 interface: 3
AEC_SPENERGY_VALUES 2080656 0 2083455 2080656
  • Focused beam 1：1 つ目のビームのエネルギー
  • Focused beam 2：2 つ目のビームのエネルギー
  • Free running beam：スキャンしているビームのエネルギー
  • Auto selected beam：最終出力に選択されたビームのエネルギー

オーディオ出力チャネル

  • XVF3800 は 2 つのオーディオチャネルを提供します：
    • 左チャネル：クリーンなポストプロセス済みオーディオ
    • 右チャネル：ASR ビームまたはエコー／リファレンスデータ

これらのチャネルを再ルーティングして、別のソースを出力させることができます。

コマンド例

左チャネルを Amplified Microphone 0 に設定

xvf_host.exe AUDIO_MGR_OP_L 3 0

右チャネルを Far End（リファレンス）データに設定

xvf_host.exe AUDIO_MGR_OP_R 5 0

出力例：

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

チューニングパラメータ（音質をさらに良くする！）

  • これらの設定は、エコーキャンセル、ノイズ抑制、ゲインなどを改善するのに役立ちます。
  • デフォルト設定で十分でない場合に使用してください。

一般的なパラメータ：

パラメータ意味
AUDIO_MGR_REF_GAINスピーカー入力ゲイン（エコー信号）
AUDIO_MGR_MIC_GAINマイク入力ゲイン（マイクがどれだけ大きく聞こえるか）
AUDIO_MGR_SYS_DELAYマイク信号とスピーカー信号の間の遅延
PP_AGCMAXGAIN自動ゲイン制御の最大レベル
AEC_ASROUTGAINASR ビーム出力のゲイン

より詳細なドキュメントや高度なコマンドについては、公式 GitHub リポジトリを参照してください：
ReSpeaker XVF3800 Host Control README

トラブルシューティング​

スピーカー出力の再生音量が十分でないですか？​

Linux 上で ReSpeaker XVF3800 のスピーカー出力音量が小さすぎる場合、XVF3800 サウンドカードの ALSA ミキサーレベル を調整する必要があるかもしれません。出力音量を上げるには、以下の手順に従ってください。

ステップ 1: ALSA ミキサーを開く

  1. ターミナルを開きます。

  2. 次のコマンドを入力し、Enter キーを押します：

    alsamixer

ステップ 2: XVF3800 サウンドカードを選択

  1. F6 キーを押してサウンドカード選択メニューを開きます。
  2. 上下矢印キー を使用して XVF3800 サウンドカードを選択します。
  3. Enter キーを押して選択を確定します。

ステップ 3: PCM-1 の音量を調整

  1. 左右矢印キー を使用して PCM-1 に移動します。
  2. 上矢印キー を使用して音量レベルを 100% まで上げます。

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ステップ 4: ALSA 設定を保存

  1. ESC キーを押して alsamixer を終了します。
  2. XVF3800 の接続を外す前に、次のコマンドを実行して設定を保存します：
   sudo alsactl store

ステップ 5: 追加オプション（PulseAudio の使用）

ALSA レベルを調整してもまだ音がはっきり聞こえない場合は、より詳細な音量調整のために PulseAudio Volume Control をインストールしてみてください：

sudo apt install pavucontrol -y

その後、pavucontrol を開き、必要に応じて出力音量を 100% を超えて上げることができます。

USB ドライバを再インストールした後、ReSpeaker が録音も再生もできません​

デバイスマネージャーで ReSpeaker に関連するすべてのドライバをアンインストールしてください。これで問題が解決しました。

ファームウェアを書き込んだ後、Windows でサウンドデバイスとして使用できませんか？​

スタートメニューを開き、「Device manager」と入力します。関連する reSpeaker XVF 3800 デバイスを見つけて右クリックし、Uninstall devices を選択します。その後、デバイスを再起動します（USB を抜き差し）。すると Windows が正しいサウンドカードドライバを再インストールします。

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リソース​

技術サポート & 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。

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