X-CUBE-VS4A是第一個(gè)將 Alexa 語(yǔ)音服務(wù) （AVS） 引入我們的微控制器 （MCU） 的軟件包。今天，我們將來(lái)自亞馬遜、蘋果或谷歌的語(yǔ)音服務(wù)與智能揚(yáng)聲器聯(lián)系起來(lái)，如果這些設(shè)備是新的和成功的，它們通常看起來(lái)很相似。它們采用圓柱形，被拴在墻上的插座上，并且會(huì)變得很熱，以至于它們可能會(huì)在某些木材表面留下疤痕。這種設(shè)計(jì)同質(zhì)性通常源于使用連接到云服務(wù)和處理信息的強(qiáng)大應(yīng)用處理器，但限制了工程師實(shí)際可以創(chuàng)建的內(nèi)容。因此，X-CUBE-VS4A 是一項(xiàng)重大突破，因?yàn)樗鼘?AVS 帶入了更便攜的應(yīng)用程序，從而為設(shè)計(jì)人員打開了一種全新類型的智能設(shè)備。

ST 繼續(xù)以多種方式與亞馬遜合作（請(qǐng)參閱我們?cè)谄洳煌痰曛械?STM32 產(chǎn)品）），而對(duì) Alexa 語(yǔ)音服務(wù)的關(guān)注帶來(lái)了我們合作的一個(gè)新方面。借助 Amazon 的 SDK（軟件開發(fā)工具包），工程師可以利用 Amazon 的 API 為他們的設(shè)備帶來(lái)語(yǔ)音控制，并受益于使 Amazon Echo 揚(yáng)聲器獨(dú)一無(wú)二的許多相同的基礎(chǔ)設(shè)施。無(wú)論是控制家電、查看天氣預(yù)報(bào)，還是在凌晨三點(diǎn)通過語(yǔ)音命令而不是打開手機(jī)來(lái)回答一個(gè)緊迫的問題，AVS 都提供了豐富的體驗(yàn)，為其他領(lǐng)域樹立了標(biāo)桿。行業(yè)。多虧了 X-CUBE-VS4A，將 AVS 帶入小型設(shè)備會(huì)容易得多，因?yàn)椴辉傩枰褂煤碾姷膽?yīng)用處理器。

Alexa 語(yǔ)音服務(wù)：從 MCU 到云端

事實(shí)上，X-CUBE-VS4A 最突出的壯舉是它將負(fù)責(zé)將設(shè)備連接到 AVS 云的必要協(xié)議移植到 STM32 MCU，并且它優(yōu)化了我們微控制器的硬件單元的某些方面。例如，X-CUBE-VS4A 中的庫(kù)使用我們的加密內(nèi)核來(lái)加速加密操作，從而節(jié)省能源并提高性能。目前，只有 STM32F7 和 STM32H7 組件與軟件包兼容，因?yàn)?AVS 當(dāng)前的實(shí)現(xiàn)需要相當(dāng)多的內(nèi)存和計(jì)算吞吐量。然而，隨著時(shí)間的推移，我們可以期待亞馬遜進(jìn)一步優(yōu)化其解決方案，而 X-CUBE-VS4A 仍然是一項(xiàng)巨大的成就，因?yàn)樗堑谝淮慰梢栽?MCU 上高效運(yùn)行。

X-CUBE-VS4A 也是 ST 生態(tài)系統(tǒng)的證明。很多時(shí)候，團(tuán)隊(duì)傾向于使用傳統(tǒng)的 Linux 系統(tǒng)，因?yàn)樗麄円呀?jīng)擁有重要的工具，例如顯著簡(jiǎn)化開發(fā)的 TCP/IP 堆棧，而選擇 MCU 有時(shí)意味著從頭開始。但是，X-CUBE-VS4A 提供了我們組件所需的所有庫(kù)、驅(qū)動(dòng)程序和例程開發(fā)人員。此外，與流行操作系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)解決方案不同，我們的軟件包將幫助團(tuán)隊(duì)更快地獲得正確的 AVS 認(rèn)證。在公司可以銷售連接到 AVS 的產(chǎn)品之前，亞馬遜會(huì)證明系統(tǒng)遵守特定的延遲和協(xié)議等，而 X-CUBE-VS4A 有助于滿足這些要求。

從 STM32F7 到 AVS 并返回

為確保工程師可以快速試驗(yàn) X-CUBE-VS4A 的某些功能，我們提供了STM32F769 探索套件的應(yīng)用示例。該板使用具有 512 KB RAM 和 2 MB 閃存的STM32F769NIH6 MCU。也可以通過 Wi-Fi 子板或其以太網(wǎng)端口將其連接到 Internet。最后，它還具有使用簡(jiǎn)單演示應(yīng)用程序所需的音頻前端。非常簡(jiǎn)單，Discovery 套件使用其全向 MEMS 麥克風(fēng)之一捕獲周圍的音頻，并使用Sensory的算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別和關(guān)鍵字定位。這也稱為音頻前端。

如果系統(tǒng)確定用戶說(shuō)出了喚醒系統(tǒng)的關(guān)鍵字（在本例中為“Alexa”），X-CUBE-VS4A 庫(kù)和工具會(huì)將干凈的音頻緩沖區(qū)發(fā)送到 AVS 云并接收來(lái)自 Amazon 的響應(yīng)。實(shí)際上，云服務(wù)器發(fā)送確認(rèn) AVS 理解問題，然后傳輸包含答案的 MP3 文件。如果工程師希望向用戶提供這一功能，那么開發(fā)人員將不得不想出一個(gè)媒體播放器來(lái)播放來(lái)自 Alexa 的答案和來(lái)自流媒體服務(wù)的任何其他音樂文件。

所有的積木

需要注意的是，X-CUBE-VS4A 僅將亞馬遜的 Alexa 音頻服務(wù) SDK 移植到我們的 STM32 MCU。因此，就像使用傳統(tǒng)的 AVS SDK 時(shí)一樣，使用我們的軟件包的工程師仍然需要音頻前端的第三方技術(shù)。但是，由于我們的解決方案使用 Sensory 算法，開發(fā)人員只需獲得許可即可復(fù)制我們的系統(tǒng)，這應(yīng)該會(huì)縮短他們的開發(fā)和原型設(shè)計(jì)階段。同樣，我們的 Discovery 板只使用一個(gè)全向麥克風(fēng)，這意味著我們的演示在嘈雜的環(huán)境中無(wú)法正常工作。如果這在實(shí)驗(yàn)室中沒問題，希望構(gòu)建商業(yè)產(chǎn)品的公司將使用第三方解決方案來(lái)集成波束成形技術(shù)，這將有助于捕捉用戶的聲音，即使環(huán)境噪聲非常高。

最終，X-CUBE-VS4A 提供了將 Alexa 語(yǔ)音服務(wù)引入微控制器的巨大優(yōu)勢(shì)，以確保開發(fā)人員不必從頭開始，也不會(huì)錯(cuò)過 AVS SDK 提供的任何功能。此外，我們的示例應(yīng)用程序甚至可以幫助工程師指出行業(yè)領(lǐng)先的前端音頻解決方案的方向。為低功耗設(shè)備添加智能助手從未如此簡(jiǎn)單。

審核編輯：郭婷