Ускорьте интеграцию Alexa с наборами разработчика и референс-дизайнами

Инженеры-дизайнеры теперь могут использовать turnkey hardware модули и robust software сервисы для встраивания Amazon Alexa Voice Service (AVS) в широкий спектр умных устройств — от портативных колонок и приборов до automotive infotainment и wearables — принося cloud-based Alexa опыт в поле.

С того момента как Amazon представила оригинальное Alexa устройство в 2014 году, AWS и ведущие чип-производители выпустили референс-дизайны, оптимизирующие интеграцию Amazon voice recognition технологии и AVS интерфейса. Эти предварительно построенные, предварительно протестированные решения драматически сокращают время разработки для обеих hardware и software команд.

Для компаний с ограниченной инженерной пропускной способностью, референс-дизайны предоставляют доступный путь к развертыванию natural-language understanding и voice интерфейсов. Они устраняют сложность high-quality audio обработки и ускоряют time-to-market.

Figure 1. Референс-дизайны для AVS-based voice приложений построены для бесшовной интеграции Amazon voice recognition технологии в voice-controlled устройства. Source: STMicroelectronics

Wake-Word Detection

Надежный wake-word engine (WWE), слушающий «Alexa», — фундамент любого voice-enabled продукта. Cloud-based wake-word verification подтверждает контекст, гарантируя, что система отвечает только когда пользователь действительно намерен обратиться к Alexa. Hardware компоненты в референс-дизайнах усиливают этот detection, захватывая аудио даже в шумных, real-world средах и с умеренных дистанций.

Возьмите Cirrus Logic Voice Capture Development Kit для Amazon AVS как пример. Он доставляет proven acoustic tuning, позволяя точному «Alexa» detection в тихих комнатах и оживленных средах, даже когда пользователь в нескольких метрах. Noise suppression и echo cancellation алгоритмы улучшают надежность и user experience.

Figure 2. Far-field AVS референс-дизайн таргетит smart speakers и другие voice-controlled smart-home устройства. Source: Cirrus Logic

Кит включает voice-capture board с двухмикрофонной массивом, Raspberry Pi 3 (RPi3), динамик и предзагруженную microSD карту с firmware для instant productivity. Control console предоставляет user-friendly интерфейс для acoustic tuning и diagnostics.

Ключевые hardware компоненты включают Cirrus Logic CS47L24 smart codec, CS7250B digital MEMS микрофоны и SoundClear алгоритмы для voice control, noise suppression и echo cancellation. Smart codec интегрирует hi-fi DACs, stereo headphone amp и mono speaker amp, минимизируя board real estate и BOM costs.

MEMS микрофоны обладают ultra-low noise floor и 103 dB dynamic range, обеспечивая точное voice capture под challenging noise условиями. SoundClear алгоритмы активно блокируют interfering noise, позволяя надежный wake-word detection и audio capture даже во время громкого воспроизведения музыки.

Audio Front-End (AFE)

AFE — критический компонент любого AVS-based дизайна. Он захватывает голос пользователя, усиливает его, снижает background noise и forwards сигнал в облако. Построение robust AFE с нуля может быть intimidating, поэтому development kits инвалуабельны.

DSP Concepts TalkTo audio front-end, интегрированный с AVS-qualified voice processing, exemplifies этот подход. Он поставляется как часть STMicroelectronics AWS IoT Core референс-дизайна на базе STM32 MCU. Фичи включают advanced noise reduction, echo cancellation и beamforming для far-field audio detection, все fine-tuned через бесплатный Audio Weaver tool.

Figure 3. Single-chip решение, включающее audio front-end processing, local wake-word detection, communication interfaces и memory, снижает BOM costs и упрощает layout. Source: STMicroelectronics

ST board измеряет 36×65 мм и включает Wi‑Fi модуль рядом с STM32H743 MCU. Этот MCU интегрирует audio front-end processing, local wake-word detection, communication interfaces и memory — всё на одном чипе. Референс-дизайн также включает отдельную audio daughterboard для rapid prototyping.

Daughterboard размещает FDA903D audio codec, user LEDs, buttons и два MP23DB01HP MEMS микрофона, spaced 36 мм apart, идеальные для size-constrained дизайнов. Privacy mode может отключить микрофоны, с красным LED указывающим, что Alexa не может слышать команды.

Far-Field Voice Recognition

Другие чипмейкеры вносят свои референс-платформы. NXP 7-микрофонный array дизайн, в паре с advanced beamforming и audio-processing алгоритмами, утверждает распознавание user requests из другого конца комнаты — даже когда громкая музыка играет. Интегрируя Amazon far-field voice recognition технологию с NXP i.MX application процессорами, платформа упрощает создание sophisticated voice-controlled устройств.

Эти voice-enabled дизайны переформируют то, как пользователи взаимодействуют с повседневными приборами — от тостеров и кухонных панелей до термостатов и штор. Референс-борды и capture kits предлагают fastest route to market, доставляя highly accurate wake-word triggering и command interpretation в noisy средах.

Мы на рассвете voice-enabled device революции. Разнообразие приложений означает, что pre-designed, pre-tested референс-борды и kits будут играть pivotal роль в ускорении product development и снижении design complexity.

>> Эта статья была изначально опубликована на нашем сайте-партнере, EDN.