モノのインターネット（IoT）の急速な発展により、スマートホームが徐々に実現され、スマートスピーカーはこれらのスマートホームの制御ハブとなっています。ユーザーは、これらのスマート スピーカーに話しかけるだけで、スマート ホームのデバイスを簡単に制御できます。この記事では、スマート スピーカー アプリケーションの開発の概要と、スマート スピーカー向けに開発されたワイヤレス通信ソリューションを紹介します。
特殊なWiFi接続要件を備えたスマートスピーカー
人工知能とビッグデータ技術の急速な発展により、コンピューターの音声認識機能は急速に向上しています。人々は、SiriやGoogleアシスタントなど、さまざまなモバイル デバイス上の仮想アシスタントにコマンドを出すことに慣れてきています。AmazonがEchoを発表して以降、スマートスピーカーの開発は急速に進み、Google HomeやApple Homepodなどさまざまなスマートスピーカーが登場し始めました。
スマートスピーカーの主な機能は、音楽を再生したり質問に答えたりするだけではありません。ユーザーがさまざまなスマートホームデバイスをインストールすると、スマートスピーカーに話しかけることで、音声を使用してこれらのデバイスを制御できるようになります。ユーザーは話しかけるだけでテレビや照明、エアコンをオンにすることができるため、スマートスピーカーはスマートホームのコントロールハブとして機能します。
主要な人工知能音声分析機能に加えて、スマート スピーカーはスタンバイ状態を維持し、最短時間でユーザーのコマンドに即座に反応します。これはユーザーエクスペリエンスにとって非常に重要であり、従来のWiFiモジュールはスマートスピーカーの特別な要件に合わせて調整する必要があります。ユーザーのコマンドへの応答の遅延を減らし、電力を節約し、パフォーマンスを向上させるには、これらの調整を行う必要があります。
村田製作所製のタイプ1GC無線通信モジュールは、スマートスピーカーやIoTデバイス向けに設計されています。タイプ1GCは、CypressのCYW43907チップセットをベースにした小型の高性能モジュールです。WiFi 802.11 a/b/g/nの最大150Mbps PHYデータ レートと、イーサネットの最大100Mbps PHYデータ レートをサポートします。また、ホスト側のアプリケーション プロトコルを実行するための320MHz ARM Cortex-R4マイクロコントローラも統合されています。タイプ1GCは、追加のコンポーネントを必要とせずに、ARM Cortex-R4マイクロコントローラを使用して高スループットのコンシューマー アプリケーションを提供します。
タイプ1GCネットワーク コントローラ モジュールは、デバイス メーカーに、データ取得、デバイス管理、WiFiイーサネット ゲートウェイ、およびデバイスの設計に役立つ産業用制御アプリケーション ソリューションを提供します。タイプ1GCは、高速外部通信用のUSB 2.0およびSDIO 3.0ホストおよびデバイス モードをサポートします。RFマッチング、アンテナ設計、規制認証はすべて特別に処理され、テストされています。
各タイプ1GCモジュールは、WiFi、TCP/IP、セキュリティ サプリカント、その他のネットワーク アプリケーション プロトコル機能を直接制御する完全なネットワーク コントローラ ソリューションを提供します。さらに、多機能タイプ1GCモジュールは、サイズと電力に敏感なアプリケーションに役立つ小型パッケージを使用しています。
タイプ1GCは、シールド機能を備えた超小型デュアルバンドWiFiモジュールで、150Mbpの802.11 a/b/g/n、2.4GHzのデュアルバンドWiFi、および内部で動作するWiFiスタックを備えた5GHzデュアルバンドをサポートします。 また、Cypress WICED、USB 2.0、SDIO 3.0ホストおよびデバイス モードもサポートしており、APおよびSTAネットワーク モードをサポートするイーサネットおよびマイクロコントローラ モジュールが搭載されています。内蔵のCypress CYW43907チップセットは、DSSS/CCK/OFDM変調機能をサポートするARM Cortex-R4プロセッサを採用しており、産業用IoT、スマートホームデバイス、センサーネットワーク、ゲートウェイなどのアプリケーションに適したIoTデバイスに高性能オプションを提供します。
たとえば、QuickLogic EOS S3を使用すると、低電力で設定が簡単なワイヤレス スマート スピーカー ソリューションMurata Type 1GC WLANモジュールを簡単に作成できます。このソリューションは特別な設計により、音声起動スタンバイ時の電流消費を約90% 削減できます。一般的なソリューションと比較すると、現在の音声起動スタンバイ時の電流は通常120mAを超えますが、村田製作所のWLANモジュールとQuickLogic EOS S3を使用すると、音声起動スタンバイ電流を10mAまで下げることができます。
このソリューションでは、ホストのマイクロプロセッシングユニット (MPU) がスリープ モードのままであるため、デバイスがスリープ モードで待機しているときに音声で起動できるため、消費電力を大幅に削減できます。QuickLogic EOS S3は、音声起動スタンバイ時には低消費電力を維持し、音声によって起動がトリガーされるとすぐに起動できます。Murata WLANモジュールは、マイクロプロセッサがロードされていないため、ホストのマイクロプロセッサを介した処理なしでワイヤレス接続を維持でき、低性能の製品にも適用できます。
Murata WLANモジュール ソリューションはLinuxに適用できるため、Murata Type1GCは複数のプラットフォームに簡単にセットアップできます。このソリューションは、QuickLogic EOS S3およびソフトウェア開発キット、およびCypress IoTプラットフォーム「WICEDTM Studio」と組み合わせることができます。村田製作所では、お客様の参考として評価キットも提供しておりますので、詳細については以下のWebサイトをご覧ください: https://solution.murata.com/en-global/technology/smart-speaker。