STマイクロエレクトロニクスがAlexa搭載スマート・ホーム機器の開発を簡略化するAmazon社認定のリファレンス設計を発表

スマート・ホーム機器 / スマート家電用のシンプルかつコスト・パフォーマンスに優れた自然言語理解モデルおよび音声ベースのユーザ・インタフェース開発を簡略化

STマイクロエレクトロニクスは、Alexa Voice Service（AVS）Integration for AWS IoT Coreを活用したスマート・ホーム機器向けのAmazon社認定済みリファレンス設計を発表しました。このリファレンス設計では、シンプルなマイクロコントローラ（マイコン）を使用してAlexa搭載スマート・ホーム機器を開発することができます。
　　
AVS Integration for AWS IoT Coreでは、トースターや調理器具、サーモスタット、ブラインド・カーテン、ヘア・ドライヤーなど、さまざまな生活家電に簡単かつ低コストでクラウド・ベースのAlexa機能を実装し、スマート機器の操作方法を変革することが可能です。これにより、従来のボタンやダイヤル無しで、簡単かつ自然な操作ができる次世代製品の実現に貢献します。さらに、料理のヒントや消耗品の再注文といったクラウド・サービス機能に加え、さまざまなスマート機能を実現可能です。
　　
このリファレンス設計では、Alexa音声ユーザ・インタフェース・ソフトウェアがすでに組み込まれたSTの32bitマイコンSTM32ファミリの高性能マイコンを使用して、Alexaに対応した生活家電用コントローラの設計をすぐに開始することができます。STM32マイコンは優れた電力効率を特徴とし、世界的に実績のあるArm® Cortex®-Mマイコン・ファミリです。遠距離からの音声検出や自然言語理解といった最先端機能が求められる、低コストかつシンプルな小型IoT機器に最適な製品です。
　　
STのマイクロコントローラ事業部マーケティング・ディレクターであるDaniel Colonnaは、次のようにコメントしています。
「STは、AVS Integration for AWS IoT Core がスマート機器の強力な機能をより使いやすくし、より便利で魅力的な製品を実現することで、ユーザのスマート機器に対する認識を大きく変えることができると考えています。STM32マイコンおよびサポート・ソリューションを活用したSTのリファレンス設計により、卓越した機能を備えた小型のスマート機器を低コストかつ短期間で開発することができます。」
　　
技術情報
STのAVS Integration for AWS IoT Coreリファレンス設計には、超高性能STM32H743マイコンとWi-Fiモジュールを搭載した小型のメイン・ボード（36×65mm）が含まれています。
　　
デジタル・シグナル・プロセッサ（DSP）やFlashレス・プロセッサをはじめ、Alexa搭載製品で一般的に使用されている他のデバイスと異なり、STM32マイコンでは、強力なオーディオ・フロント・エンド処理、ローカル・ウェイク・ワード検出、通信インタフェース、およびメモリ（RAM、Flashを含む）など、必要なシステム機能がすべてワン・チップに集積されています。そのため、基板の小型化とレイアウトの簡略化、およびコスト・パフォーマンスに優れた最終製品の実現に貢献します。
　　
オーディオ・フロント・エンドは、STの認定パートナー企業であるDSP Concepts社が開発し、STM32マイコンの開発エコシステムの一部としてSTが販売およびサポートしています。ノイズの多い環境やマイクの密集している状況でも遠距離で優れた音声検出が可能で、ユーザが簡単に微調整できるように、Audio Weaverツールの無料ライセンスが付属しています。
　　
DSP Concepts社の創業者 兼 最高技術責任者（CTO）であるPaul Beckmann氏は、次のようにコメントしています。
「大容量の内蔵RAMおよびFlashメモリ、各種ペリフェラル、および高速のプロセッサを搭載したSTM32H7マイコンにより、当社の高性能オーディオ・フロントエンドTalkToはきわめて高いリアルタイム性能を発揮することができます。TalkToは、Audio Weaverを介して提供されるため、幅広い音声対応製品を短期間で設計、開発、展開することができます。」
　　
高性能のSTM32マイコンの機能を活用することで、第2のウェイク・ワード設定や追加のローカル・コマンド設定、音声コマンド機能と組み合わせたグラフィカル表示といった機能拡張もできるため、さらに魅力的なユーザ・インタフェースを実現することもできます。
　　
また、試作設計および開発をさらに簡略化するため、リファレンス設計には、オーディオ・ドーター・ボードが独立したモジュールとして含まれています。
STのFDA903Dオーディオ・コーデック、ユーザLEDおよびボタンに加えて、2つのMEMSマイク「MP23DB01HP」が36mm間隔で配置されており、電源スイッチ・プラグなどサイズに制約のある製品に対応します。ハードウェアがモジュール化されているため、カスタム・ドーター・ボードを実装することでアプリケーションに応じたマイクの間隔、音響、およびユーザ・インタフェースの定義も可能です。
　　
リファレンス設計には、Alexa搭載製品のサポートに必要な以下の機能やソフトウェアも含まれています。
　　
・オーディオ・キャプチャ・ソフトウェア
・遠距離音声検出に必要なノイズ・リダクション、エコー・キャンセレーション、
　高度なビーム・フォーミング・シグナル処理の機能を備えた先進的な
　オーディオ・フロント・エンド（AFE）
・「Alexa」ウェイク・ワード
・AWS IoTへの接続
・オーディオ出力ソフトウェア
　　
このリファレンス設計では、システム全体を独立して構築するよりも迅速かつ簡単にAVSに対応した最終製品の認証を行うことができます。ハードウェアおよびソフトウェアはいずれも、製品のコンセプトに応じて簡単に調整することができます。
　　
リファレンス設計の部品コストは、大量購入時に10ドル未満になるよう設定されています。価格およびサンプル提供については、STのセールス・オフィスまたは販売代理店までお問い合わせください。