一． SLN-ALEXA-IOT 介绍
SLN-ALEXA-IOT 是由 NXP 公司推出的一款全面、 安全和成本优化的语音控制解决方案， 能够让开发人员快速、 轻松地将 Alexa 语音助手功能添加到自己的产品中去， 使客户能够快速进入软件应用开发和市场生产。
SLN-ALEXA-IOT Alexa 语音模组 (以下简称 Alexa 语音模组) 基于 ARM Cortex-M7 内核芯片 i.MX RT106A， 并嵌入了生产安全和连接终端产品所需的所有组件， 主频最高可达 600MHz， 内置 1MB SRAM (512KB TCM)， 支持 3 路 I2S（采样频率 2MHz）。
Alexa 语音模组包括:
(1) 3 路 PDM MEMS麦克风
(2) 内置 TFA9894 Class-D 运放
(3) 内置32MB Hyper Flash， 支持 XIP
(4) 内置 Wi-Fi / BT Combo芯片
(5) 集成扬声器
二． Alexa 语音模组使用说明
2.1 包装盒内容说明
SLN-ALEXA-IOT 包装盒中除了 Alexa 语音模组，还附有 《快速启动指南》 和 USB-C 数据线。 我们可以根据 《快速启动指南》 上提供的链接和提取码下载 Alexa 语音模组软硬件开发的相关资料。
在下载的资料包中，有以下文件，其中包含说明文档和开始搭建产品环境所需的 APP 安装包、SDK 等，如下图：
注：对于 iOS 系统，目前可以通过 TestFlight 访问，请联系当地的 NXP FAE 访问。
2.2 APP 安装
APP 应用安装包位于 Software/MobileApplication 文件夹中，以 Android 系统为例, 名为 VoiceCompanionApp.apk，将此 APP 复制到 Android 系统的手机中并进行安装。
2.3 启动并连接Wi-Fi
本节会给大家介绍 Alexa 语音模组供电接线过程，以及将模组连接到Wi-Fi 网络的过程， 模组有多种方式接入 Wi-Fi 网络， 配网方式包括：
1. Wi-Fi AP 配网——使用手机 APP；
2. BLE 配网 ——使用手机 APP；
3. 串口配网 ——使用 PC 终端控制台；
4. Wi-Fi 客户端配网 ——使用已建立的Wi-Fi连接；
本文会针对 Wi-Fi AP 配网方式给大家做详细说明。
2.3.1 模组供电
模组通过配套的 USB-C 线连接到 PC 端： 把两个 USB-A 接口都接到 PC 端， USB-C 口接到 Alexa 语音模组。
模组接通电源后， 电源指示灯 D1（绿色）灯亮。 状态指示灯 D2 （靠近 Speaker） 用于指示当前状态， 在启动时 D2 会闪烁多种颜色来表示它是有电的， 当设备运行应用程序时， 显示为黄色闪烁， 表示正在初始化。
一旦设备被初始化， D2 就会变成橙色， 表示它正在等待接入 Wi-Fi。
2.3.2 WiFi AP 配网
当 Alexa 语音模组从出厂状态上电时， 它将开启一个 Wi-Fi AP， 该 AP 可以显示在任何有 Wi-Fi 功能的设备上， SSID 以“MCU_Voice_”开头并加模组序列号， 而且这个接入点的密码就是模组的序列号。
使用手机 Wi-Fi 连接到 Alexa 语音模组 Wi-Fi AP，使用以下设置：
(1) 名称：MCU_Voice_ < board_serial_number >
(2) 密码：< board_serial_number >
例如：SSID： MCU_Voice_Rin4ZdJBFhM=，密码：Rin4ZdJBFhM=。
打开 VoiceCompanionApp :
点击“WIFI PROVISION”按钮， 会显示当前环境下扫描到的 SSID 列表：
选择需要连接的 AP SSID：
选择 “SEND”， 手机会通过 APP 把需要连接的 SSID 和 密码传给 Alexa 语音模组，传输结束后， 模组会自动连接到接收到的 Wi-Fi ， D2 灯变成蓝色。
在手机 APP 上选择 “GO TO SETTING”, 让手机也连接到与模组相同的 Wi-Fi 网络， 通过以上的步骤就可以完成 Wi-Fi AP 配网， 并可以在手机 APP 上显示当前 Wi-Fi 配置下所有的 Alexa 语音模组， 也可以通过重新打开 APP， 点击 “Discover” 也可以看到模组列表。
2.3.3 更新 Wi-Fi 网络连接
如果模组已经连接到某个 Wi-Fi 网络, 想要切换连接到另外一个 Wi-Fi 网络， 可以在 Alex 语音模组列表中选择对应的模组， 单击就会出现：
选择 “Update”， 选择想要连接的 Wi-Fi 网络即可， 注意： 只有在 Alexa 语音模组和手机已经连接到同一个 Wi-Fi 网络的情况下， VoiceCompanionApp 才能用于更新Wi-Fi 网络连接。
2.4 接入 Amazon
经过前面的步骤我们已经完成 Alex语音模组 Wi-Fi配网， 接下来就是将 Alexa语音模组连接到亚马逊账户以访问和使用 Alexa 生态系统中的功能。
选择对应 Alexa 语音模组的序列号， 点击“ON-BOARDING”， 如果手机已经安装 Amazon 购物 APP 的情况下， 会自动跳转登录到 Amazon 购物应用程序的账户关联， 否则会跳转到 LWA（Login With Amazon） 网页端进行 Amazon 账号登录。 如果没有 Amazon 账号， 需要先去注册。
账号登录成功后， VoiceCompanionApp 将继续与 Alexa语音模组通信并显示完成百分比。
Alexa语音模组的 D2 灯变成紫色， 表示设备开始注册，并且它已经收到了来自VoiceCompanionApp 的信息。
当收到来自 LWA 的访问令牌时， Alexa 语音模组将开始连接到云端并在模组上注册 AVS 服务， 此时 D2 灯将变为橙色。
Alexa 语音模组完成 LWA 过程后将开始以每500ms 闪烁绿色， 直到模组成功连接到 AWS IoT Core。
模组成功连接 AWS IoT Core 后， 开始注册并通过 AWS IoT 连接到 AVS， 设备每 250ms 闪烁一次绿色。
整个过程完成后， VoiceCompanionApp 中的序列号将变为黄色， 并显示为“complete”， 同时 Alexa 语音模组关闭 D2 灯并发出铃声。
三． 如何与 Alexa 交互
当说出 “Alexa” 唤醒词时， Alexa 语音模组检测到唤醒词， D2 灯变成青色（蓝绿色）， 开始监听并通过 AWS IoT 将麦克风数据发送到 AVS。
模组通过 AWS IoT 将麦克风捕获的数据发送到 AVS 后， 设备停止监听并进入思考状态。 此状态表明 AVS 正在处理请求并试图给出最佳响应。 在此状态下， 设备的 D2 灯每隔 200ms 闪烁一次青色和蓝色。
当设备完成思考后， 它将开始响应。 在扬声器输出音频之前， D2 灯会进入说话状态， 每 500ms 闪烁青色和蓝色。
当 D2 灯闪烁时， Alexa 开始响应并通过扬声器播放。 响应是基于 Alexa 消费者的问题， 如：“Alexa, What’s the Weather”， Alexa 响应用户的问题并通过扬声器播放做为应答。 一旦完成， D2 灯将停止闪烁并关闭， 表明它现在处于空闲状态并等待 Alexa 唤醒词。
总结
本文主要介绍了通过 Wi-Fi AP 配网的方式来使用 Alexa 语音模组， 需要事先注册好 Amazon 账号， 对于国内用户来讲， 访问 Amazon 以及使用 AWS 过程中会可能会遇到网络问题， 有条件的建议使用 VPN 环境进行操作。 关于其他配网方式（蓝牙配网， 命令行配网）， 有兴趣的可以也试一下。 在使用 Alexa 语音模组的同时我们也可以打开 Log 信息进行查看， 注意要先安装串口 CDC 驱动， 驱动软件在下载的资料文件夹 .\Drivers\inf\ 下，通过 Log 信息， 有利于更好的了解整个实现流程。
参考资料
- 《SLN-ALEXA-IOT-UG》Rev.04, 08/2019, NXP
- 《SLN-ALEXA-IOT-WIFI》 Rev.0.1, 04/2019, NXP
- 《IMXRT1060CEC_SUPPLEMENT》 Rev.1.1, 08/2019, NXP