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ハイレゾプレーヤーを自作!? ソニーのボードコンピュータ「SPRESENSE」が凄い
2018年7月25日 15:46
ソニーが7月31日にコンシューマ向けに発売する、スマートセンシングプロセッサ搭載ボード「SPRESENSE」(スプレッセンス)。指でつまめるほどコンパクトなボードだが、ドローンからポータブルハイレゾプレーヤー、スマートスピーカー、ロボットやAIまで、様々なものを自作できるユニークなボードになっている。
ソニーセミコンダクタソリューションズが開発した「SPRESENSE」のメインボードは、「CXD5602PWBMAIN1」という型番で、価格は5,500円。強力なプロセッサ、高性能GPS、ハイレゾ対応のオーディオコーデック、最大8chのマイク入力などを備えている。ボードのサイズは55×20mm(縦×横)。
これと組み合わせて使用する拡張ボードとして、ヘッドフォン端子、マイク端子、SDカードスロットを搭載した拡張ボード「CXD5602PWBEXT1」も3,500円でラインナップする。サイズは68.58×53.34mm(縦×横)。今秋にはカメラボード、さらに今年度内か来年度に通信用のLTEモジュールの発売なども予定されている。
SPRESENSEが持つ3つの特徴
SPRESENSEには大きく分けて3つの特徴がある。1つは、低消費電力ながら、強力なマルチプロセッサである事。CPUとして、ARM Cortex M4Fを6個も搭載。CPUコアを沢山搭載すると消費電力は上がってしまうが、FD-SOII(完全空乏型シリコンオンインシュレーター)と呼ばれるトランジスタのプロセス技術を投入する事で、漏れ電流(リーク電流)を低減、通常は1.1V、1.2Vで駆動するところ、SPRESENSEは0.7Vで駆動できる。
2つ目は、高性能なGNSS(Global Navigation Satellite System)受信機能を備えている事。GPS/GLONASSに加え、中国のBeiDou、欧州のGalileoもサポート。世界各地で高精度な位置情報が取得できる。これまでのGPS開発で培ったノウハウも取り入れ、高精度ながら低消費電力なのが特徴だ。
3つ目は、AV機器メーカーとしてオーディオ性能にこだわっているところ。最大192kHz/24bitまでのハイレゾ音源の録音・再生をサポートし、本格的なオーディオ用途にも利用できる。さらに、8chのデジタルマイク、4chのアナログマイク入力もサポート。複数のマイクを使う事で、高精度な音声認識を可能にする。
さらに、クラスDのデジタルアンプも搭載。BTLにも対応しており、別途アンプを用意しなくても、スピーカーを直接ドライブできるのも大きな特徴。
1セルの3.7Vリチウムポリマーバッテリが接続可能。ステータスを表示するLEDを備えているほかディスプレイ出力も可能。ボードに搭載はしていないが、センサー関連では、イメージセンサー、加速度やジャイロ、コンパス、バロメーターなどのモーションセンサーも接続可能。アナログA/Dコンバータも繋がるため、心拍モニターなどとも連携できるという。
一般に販売されていないが、NFCのFeliCaや、LTE、無線LAN、Bluetoothなどのモジュールやボードとも接続可能。ソニーが開発した、見通し100km以上の長距離通信を可能にするというLPWAにも対応予定だという。
メインボードに組み合わせて使用する拡張ボードには、ヘッドフォン端子、マイク端子、SDカードスロットを搭載。録音・再生等を行なうオーディオアプリケーションの開発に活用できる。
ソフトの開発環境は、Arduino IDE、Eclipse IDEに加え、京都マイクロコンピュータが手がけるVisual StudioベースのSOLID-IDも利用可能。また、中国のNeuSoftが、SPRESENSEを利用できるScratchを今夏頃に開発予定で、子供達やホビー向けにも、気軽にSPRESENSEを使った機器が開発できるようになる見込みだ。
SPRESENSEはオープンプラットフォームとして提供されており、ブロックダイアグラムやSDKの使い方などはSony Developer World SPRESENSE専用ページで公開中。「SPRESENSEをベースに改造したい、製品を開発したいという人にも対応できる情報量。◯◯の情報が無いと言われないくらいに、あらゆる情報を公開しています」(IoTソリューション事業部の太田義則氏)という。
世界展開していく予定だが、まずは日本からリリース。Chip One Stop、Switch Science、CoreStaffにおいて予約販売を行なっている。
ドローンからAI、カセットテープに内蔵!?
直近では、8月4日、5日に東京ビッグサイトで開催される「Maker Faire Tokyo 2018」に出展。そこで展示する予定の、SPRESENSEを使った作品を一足先に見せていただいた。
SPRESENSEのメインボードと、測距センサー、モータードライバなどを組み合わせて作った歩くロボットは、センサーの前に手を持っていくと、ぶつからないように後ずさりする。十数行のプログラミングで開発できるため、学生の夏休みの自由研究にもピッタリだ。フォトダイオードで、地面の白と黒を識別して、黒い線に沿って進むロボットなども試作されている。
低消費電力という特徴を活かし、監視用カメラも開発。太陽電池で動作でき、一定間隔で撮影するタイムラプス機能を搭載。GPSも搭載しているため、自然観察などの用途では、気軽に設置場所を変えられ、変えた位置の情報も手軽に取得できるといった利点があるという。
また、設備の監視などに使う場合は、ハイレゾ録音/再生機能も備えているため、マイクを使って“音”のチェックも可能。例えば、機械がキチンと動作しているか監視するカメラの場合、見た目で変化がなかったとしても、機械が故障する前兆として異音が出たりする。そのノイズを、高音質に録音できるため、カメラだけではわからない異変を察知できる製品が作れるという。
オーディオ機器も開発できる。メインボードにイヤフォンジャックやバッテリなどを取り付けたもので、超小型ハイレゾプレーヤーが自作可能。ロームが、SPRESENSEに対応したアドオンボードとして、モーションセンサーやBLE(Bluetooth Low Energy)ボードを開発しており、そのモーションセンサーボードも接続。本体を軽く振ると、次の曲の再生が始まるようになっている。
スマートスピーカーも開発できる。最大8chのデジタルマイク入力、4chのアナログマイク入力を活かし、ビームフォーミング技術を使い人の声を認識。「ハロー ソニー」と話しかける事で、音楽を再生してくれる。前述のようにクラスDのデジタルアンプも搭載しているため、パッシブスピーカーもドライブ可能だ。
実際に、ハイレゾプレーヤーとスピーカーを聴いてみたが、ドライブ力も十分あり、低音もしっかりと出ている。かなり高音質なポータブルプレーヤーやスピーカーが自作できそうだ。
最もユニークなのが、カセットテープにSPRESENSEのボードを組み込んだ作品。ここまでの作品は、IoTソリューション事業部のメンバーが手がけたものだが、このカセットテープはSPRESENSEに魅力を感じた、ソニーの別の部署の社員が、趣味として開発したものだという。
カセットテープにはmicroSDカードスロットも搭載しており、microSDから音楽データをSPRESENSEで再生。DA変換したアナログの音声信号を、カセットテープの出力ヘッダに流し、それを1979年発売の初代ウォークマン「TPS-L2」で鳴らすというもの。実際に音楽が聴けるだけでなく、テープの早送り操作をすると、リールのハブが高速回転するが、その回転の変化をSPRESENSEで検知。次の曲を再生するという凝りようだ。
さらに、カセットテープ自体にもイヤフォンジャックを搭載。ウォークマンを使わなくても、カセットテープ単体で音楽再生ができるというユニークな作品。これも「Maker Faire Tokyo 2018」に出展予定だ。
IoTソリューション事業部の太田義則氏によれば、SPRESENSEはもともとウェアラブル用として開発したという。コンパクトで低消費電力、音声コマンドを認識でき、GPSも搭載、オーディオ機能も備えており、確かにウェアラブル向きの機能が満載されている。
しかし開発発表後、「ロボットや監視カメラなど、我々自身想定していなかった用途に活用できるという声を沢山いただき、可能性の広がりを実感しています。(発売後)どのようなモノに使っていただけるか、とても楽しみにしています」(太田氏)。
今秋にはカメラボードも販売予定。それと組み合わせ、SPRESENSEの処理能力を活かせる最適な用途として“AI”にも注力していく予定。「フレームワークも含め、AIソリューションも大々的に導入していきたい」(太田氏)という。
