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ReSpeaker XVF3800 の使用開始

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 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デュアル動作モードを特徴としています。

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特徴​

  • チップアップグレード ：XVF3000 から XVF3800 へ

  • クアッドマイクロフォンアレイ ：円形パターンの 4 つの高性能マイクで、最大 5 メートルの 360° 遠距離音声キャプチャ

  • 高度なオーディオ処理 ：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 AGC 範囲を備えた XVF3800 搭載

  • 固有デバイスシリアル番号 ：内蔵 SN により、マルチデバイス展開と高度なデバイス管理が可能

  • デュアル動作モード ：即座の PC 接続用 USB プラグアンドプレイモードと、組み込みシステムとの統合用 INT-Device（I2S）モード—ファームウェアを適切に切り替えることで 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

  • 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がデバイス状態と音声アクティビティを表示

  • 同等以上のオーディオ品質 ：前モデルと比較して

ハードウェア概要​

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主要コンポーネント​

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
マイクロフォンアレイ円形パターンのクアッド PDM MEMS マイクロフォン、**360° 遠距離音声キャプチャ（5m）**をサポート
オーディオコーデックTLV320AIC3104、オーディオ変換と出力を処理
RGB LED視覚的フィードバック用の12x WS2812 個別アドレス可能 RGB LED（例：ステータス、音声アクティビティ）
ミュートボタン押すとマイクロフォン入力をミュート/ミュート解除
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点灯（通常は赤色）
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（USB Audio Class 2.0 準拠）
3.5mm AUX ヘッドフォンジャックヘッドフォ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、5W 増幅スピーカーをサポート
デバッグパッドXTAG4 またはその他のプログラマー用のデバッグアクセス
I2C & I2S ヘッダー外部デバイスとの I2C および I2S 通信用の露出ヘッダー
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
USB & INT-Device モードデュアルモード動作：プラグアンドプレイ USB または I2S 経由の内部 INT デバイスモード
固有シリアル番号識別とマルチデバイス管理用の内蔵デバイス SN
オープンソース互換性Arduino、Raspberry Pi、PC/Mac で動作し、XIAO シリーズと互換性あり
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るデバイス状態とオーディオアクティビティの表示
オーディオ品質以前の XVF3000 ベース設計と同等以上
note

ReSpeaker XVF3800 は 2 つのバリアントで提供されます—XIAO なしのものと、XIAO ESP32S3 をオンボードで搭載したものです。XIAO なしの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フラッシュする必要があります。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持つステレオ I2S 入出力；XVF3800 パラメータの設定と管理用 I2C インターフェース
  • IO ピン経由の XIAO リセット
  • インターフェースとはんだパッド

ピン配置​

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GPIO 概要​

reSpeaker XVF3800 は外部制御用に 3 つの入力ピン（GPI）と 5 つの出力ピン（GPO）を公開しています。これらを使用してボタンの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
X1D09入力（RO）ミュートボタンステータス（リリース時にハイ）
X1D13入力（RO）フローティング
X1D34入力（RO）フローティング
X0D11出力（RW）フローティング
X0D30出力（RW）ミュート LED + マイクミュート制御（ハイ = ミュート）
X0D31出力（RW）アンプ有効化（ロー = 有効）
X0D33出力（RW）WS2812 LED 電源制御（ハイ = オン）
X0D39出力（RW）フローティング

使用開始​

ハードウェア準備​

  • USB Type-C ケーブル
  • ホストコンピュータまたは Raspberry Pi

ソフトウェア準備​

開封後の使用​

DOA（到来方向）​

入力音声の方向に従う LED アレイを体験できます。

ミュートボタン​

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ReSpeaker のミュートボタンは、マイクロフォン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されます。 ミュートボタンを押すと何が起こりますか？

  • マイクロフォンがミュートされます — 外部の音声はもはやキャプチャまたは処理されません。
  • 赤色 LED が点灯してミュートモードがアクティブであることを示します。
  • これは ReSpeaker がコンピュータやホストデバイスにオーディオ入力を送信しないことを意味します。

Audacity で試してみる

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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、完全な電源サイクルと同様に、システムを最初から再初期化します。

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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 ヘッドフォンジャックまたはオンボード JST スピーカーインターフェースのいずれか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 の特別なリカバリモードで、USB DFU または I2C 経由でファームウェアをフラッシュできます—Raspberry Pi や ESP32 などのデバイス用です。以前に I2S ファームウェアをフラッシュして USB ファームウェアに戻したい場合は、セーフモードに入り、USB DFU を使用して USB ファームウェアを再フラッシュできます。

note

ReSpeaker XVF3800 の各タイプのファームウェアは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ることを意味します。ただし、I2C DFU はサポートしていません。

  • 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 はサポートしていません。

  • セーフモードファームウェアは、Factoryパーティションに保存されており、最も柔軟性があります。USB DFUとI2C DFUの両方をサポートしています。

セーフモードを使用するタイミング

  • ファームウェアが正常に動作しない場合（例：USBが検出されない、LEDが期待通りに点灯しない）。
  • 新しいファームウェアを再フラッシュする必要があるが、現在のファームウェアが応答しない場合。
  • 誤って間違ったものをフラッシュしてしまい、復旧したい場合。

セーフモードに入る方法

  • デバイスの電源を完全に切ります。
  • Muteボタンを押し続けます。
  • Muteボタンを押し続けながら、電源を再接続します。
  • 赤色LEDが点滅し始めます — これでデバイスがセーフモードに入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セーフモードファームウェアを実行します。

ファームウェアの更新​

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フラッシュするには、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\）
    ダウンロードリンク

  • dfu-util.exeへのパスをシステムのPath変数に追加します：
    マイコンピュータ > プロパティ > 詳細設定 > 環境変数 > Path

  • コマンドプロンプト（cmd）を開いてインストールを確認します：

dfu-util -V

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  • ReSpeaker XVF3800を接続してデバイスの検出を確認します：
dfu-util -l

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次のエラーが表示される場合：
Cannot open DFU device 2886:001a ... (LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED)
以下のドライバー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を開く → Options > List All Devices
    • reSpeaker 3800またはreSpeaker XVF3800 4-Mic Arrayを選択
    • WinUSBドライバーをインストール
    • デバイスの電源を入れ直す
    • dfu-util -lを再実行して検出を確認します。

ファームウェアのフラッシュ​

ファームウェアをここからダウンロードしてください。XMOS XVF 3800

  • 次のコマンドを実行してファームウェアをフラッシュします

dfu-util -R -e -a 1 -D /path/to/dfu_firmware.bin
  • Linuxでは、sudoで実行します
sudo dfu-util -R -e -a 1 -D /path/to/dfu_firmware.bin
  • -Rオプションは、フラッシュ後に自動的にボードを再起動します。

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  • 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、新しいファームウェアがフラッシュされたことを確認します

録音と再生​

Audacityの設定（Windows）​

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

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  1. 設定：
    • 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 — 録音を開始してください！

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reSpeaker XVF3800の制御方法​

reSpeaker XVF3800には、ユーザーが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インターフェース経由でデバイスを制御できます。reSpeaker XVF3800の制御インターフェースに簡単に接続するために、サンプルホストアプリケーションxvf_host（Linux、macOS、Raspberry Pi OS用）またはxvf_host.exe（Windows用）が提供されています。

ここからダウンロードしてください

note

xvf_hostによる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\

インストールの確認

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

デバイス接続の確認

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=オフ, 1=呼吸, 2=レインボー, 3=単色, 4=DoA
led_colorxvf_host.exe led_color 0xff880016進数カラーを設定（オレンジ）
led_speedxvf_host.exe led_speed 1エフェクト速度を設定
led_brightnessxvf_host.exe led_brightness 255明度を設定
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ベース/方向カラーを設定

🟠 例（オレンジ呼吸）：

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

入力の読み取り：

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がハイレベル、ピンX1D13がローレベル、ピンX1D34がローレベルであることを意味します。

出力の読み取り：

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がローレベル、ピンX0D30がローレベル、ピンX0D31がハイレベル、ピンX0D33がハイレベル、ピンX0D39がローレベルであることを意味します。

出力の設定：

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は誰かが話している方向を教えてくれます。
  • ReSpeaker XVF3800のLEDリングは、ライトを使って方向を表示します。
  • xvf_hostツールを使ってDoA値を読み取ることもできます。

DoA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)
  • フォーカスビーム1：最初の固定リスニング方向
  • フォーカスビーム2：2番目の固定リスニング方向
  • フリーランニングビーム：常にスキャンしている方向
  • 自動選択ビーム：最適なオーディオのために選択された最終ビーム（DoA表示に使用）

音声表示

  • 音声エネルギーは音声信号の強さを示します — 音声ボリュームメーターのようなものです。
  • 誰かが話しているかどうか、どのくらい大きく/近くにいるかを検出するために使用されます。
  • ノイズ、エコー、距離がエネルギー値に影響を与える可能性があります。

音声エネルギー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
  • フォーカスビーム1：最初のビームのエネルギー
  • フォーカスビーム2：2番目のビームのエネルギー
  • フリーランニングビーム：スキャンビームのエネルギー
  • 自動選択ビーム：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ンネル

  • XVF3800は2つのオーディオチャンネルを提供します：
    • 左チャンネル：クリーンで後処理されたオーディオ
    • 右チャンネル：ASRビームまたはエコー/リファレンスデータ

これらのチャンネルを再ルーティングして、異なるソースを出力することができます。

コマンド例

左チャンネルを増幅マイク0に設定

xvf_host.exe AUDIO_MGR_OP_L 3 0

右チャンネルを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（音質を向上させる！）

  • これらの設定はエコーキャンセレーション、ノイズ抑制、ゲインなどの改善に役立ちます。
  • デフォルト設定が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（マイクが聞く音量）
AUDIO_MGR_SYS_DELAYマイクとスピーカー信号間の遅延
PP_AGCMAXGAIN最大自動ゲイン制御レベル
AEC_ASROUTGAINASRビーム出力のゲイン

より詳細なドキュメントと高度なコマンドについては、公式GitHubリポジトリをご覧ください：
ReSpeaker XVF3800 Host Control README

ReSpeaker XVF3800のPython例​

USBまたはI2C経由でデバイスを制御するためのPython例を用意しました。

note

Pythonスクリプトでxvf_hostを使っ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向け​

git clone https://github.com/KasunThushara/reSpeakerXVF.git
cd reSpeakerXVF
python test.py

PythonがインストールされていることとReSpeaker XVF3800がUSB経由で接続されていることを確認してください。

test.py ファイルは以下のように探索できます。これは参考用です。

import subprocess
import sys
import time

# Path to your xvf_host binary
XVF_HOST_PATH = "./xvf_host"  # Change this if xvf_host is in a different location

def run_command(*args):
    """Run a command using the xvf_host tool."""
    command = ["sudo", XVF_HOST_PATH] + list(map(str, args))
    try:
        print(f"Running: {' '.join(command)}")
        result = subprocess.run(command, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, check=True, text=True)
        print("Output:\n", result.stdout)
    except subprocess.CalledProcessError as e:
        print("Error:\n", e.stderr)
        sys.exit(1)

if __name__ == "__main__":
    # Example: Get device version
    run_command("VERSION")
    time.sleep(0.005)

    # Example: Set LED to breath mode with orange color
    run_command("led_effect", 1)
    time.sleep(0.005)
    run_command("led_color", "0xff8800")
    time.sleep(0.005)
    run_command("led_speed", 1)
    time.sleep(0.005)
    run_command("led_brightness", 255)
    time.sleep(0.005)

    # Example: Save current configuration
    #run_command("save_configuration", 1)

    # Uncomment to clear config
    run_command("clear_configuration", 1)
    time.sleep(0.005)

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トラブルシューティング​

スピーカー出力からの再生音が十分でない場合​

Linux で ReSpeaker XVF3800 のスピーカー出力音量が低すぎる場合、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ります。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. 以下のコマンドを入力し、Enter を押します：

    alsamixer

ステップ 2: XVF3800 サウンドカードを選択する

  1. F6 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 サウンドカードをハイライトします。
  3. Enter を押して選択を確定します。

ステップ 3: PCM-1 音量を調整する

  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 設定を保存する

  1. ESC を押して alsamixer を終了します。
  2. XVF3800 を取り外す前に、以下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 を使用）

ALSA レベルを調整した後でも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 を開いて、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。

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！弊社製品での体験が可能な限りスムーズになるよう、さまざまなサポートを提供いたします。さまざまな好みやニーズに対応するため、複数のコミュニケーションチャンネルを提供しています。

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