Trabalho 1 - 2024-2: Sonos One Gen 2

1. Identificação

2. Descrição Geral

Os Sonos Smart Speakers ganharam popularidade no mercado de áudio devido às suas características avançadas, design elegante e diversas funcionalidades, características, arquitetura e funcionalidade. Entre os diversos tipos de sonos, temos a primeira versão lançada em Outubro de 2017: o Sono One. Sua segunda geração em Outubro de 2019, como atualizações no processador, melhorias na performance de Wi-Fi e suporte a novos recursos de software. Nesse trabalho trataremos da segunda geração.

O Sonos One é uma caixa de som inteligente e compacta da Sonos, que combina a qualidade de áudio premium da marca com recursos de controle por voz. Uma excelente opção para quem busca uma experiência de som de alta qualidade e a conveniência de um assistente virtual integrado.

2.1. Principais Características

• Qualidade de Som: O Sonos One oferece um som claro, potente e detalhado, com graves profundos e agudos nítidos, características que a marca Sonos é conhecida por entregar em todos os seus produtos. Seu design acústico inclui um woofer e um tweeter, proporcionando uma experiência sonora balanceada.
• Integração com Assistentes Virtuais: A grande inovação do Sonos One foi a inclusão de Alexa da Amazon e o Google Assistant diretamente no dispositivo. Isso permite controlar músicas, ajustar o volume, e até controlar outros dispositivos domésticos inteligentes com comandos de voz.
• Controle Manual e Por Voz: Ofereça controle por voz, você também pode controlá-lo manualmente usando os botões táteis na parte superior do dispositivo, que permitem ajustar o volume, pular faixas ou ativar/desativar o microfone.
• Compatibilidade com Outros Produtos Sonos: O Sonos One pode ser emparelhado com outros dispositivos Sonos para criar uma experiência de som ainda mais imersiva. Ele é compatível com outros modelos como o Sonos Play:1, Sonos Beam, e Sonos Sub.
• Tecnologia de Áudio Adaptativo: O Sonos One usa a tecnologia Trueplay, que ajusta automaticamente o som para o ambiente em que o dispositivo está localizado. Isso otimiza a qualidade do áudio, independentemente das características do espaço.

2.2. Vantagens

• Som de Alta Qualidade
• Áudio multiambiente com configurações estéreo e surround flexíveis
• Oferece assistentes de voz Amazon Alexa e Google Assistant
• Suporta AirPlay

2.3. Desvantagens

• Mais caro que algumas opções concorrentes(R$ 2.650,10 - Amazon, Dezembro de 2024)
• Processo de configuração complicado
• Sem conectividade Bluetooth

2.4. Especificações

DETALHES/DIMENSÕES[3]

AUDIO[3]

ENERGIA/CONECTIVIDADE[3]

3. Mercado

O Sonos One Gen 2 é utilizado em ambientes residenciais e comerciais, é uma opção premium no segmento de assistentes virtuais inteligentes. Oferece uma experiência de áudio de alta qualidade, controle por voz (via Sonos Voice Control, Alexa Built-in e Google Assistent) e integração com outros produtos da Sonos para criar sistema de som multiambiente.

4. Listagem de características

4.1. Unidade de processamento

• SoM Freescale NXP SC667517EYM10AE
  • Arquitetura: ARM Cortex-A9
  • Número de Núcleos: Dual-core
  • Frequência: Até 1.0 GHz por núcleo
  • Fabricante: NXP

• Altofalantes usam um SoC ARMv7 iMX6
  • Arquitetura: ARM Cortex-A9
  • Disponível em versões com 2 núcleos
  • Frequência: até 1.2 GHz
  • Memória: Suporte a LPDDR2, DDR3 ou DDR3L (até 4 GB)
  • GPU: Vivante GC3000/GC2000
  • Segurança: Secure Boot, Aceleração Criptográfica e TPM

4.2. Memória

• Cypress NAND Flash 8Gb S34ML08G101TFI000

  • NAND Flash de alta performance e capacidade de 1 GB
  • Tipo: NAND
  • Interface: ONFI 1.0
  • Velocidade de Leitura Sequencia: Até 133 MB/s
  • Velocidade de Gravação: Até 133 MB/s

• Memória Micron DDR3 4Gb (2x) MT41K256M16TW-107-P

  • Duas memórias DDR3 de alta performance de 4Gb cada
  • Tipo: DDR3
  • Formato: SO-DIMM (Small Outline Dual Inline Memory Module)
  • Velocidade: 1333 MHz

• Armazenamento flash: BGA eMMC

4.3. Sistema Operacional

• O Sonos One utiliza um sistema baseado em Linux em um nível de sistema embarcado altamente otimizado para streaming de música e interações com assistentes de voz, portanto não é categorizado nem como um GPOS nem como um RTOS.
• Sonos S2 é uma plataforma de software da Sonos, usada para controlar e gerenciar o Sonos One. Ele serve para gerenciar o áudio, as configurações dos dispositivos e a integração com serviços de streaming e está disponível para iOS, Android, macOS e Windows.

4.4. Sensores e Atuadores

Sensores

• Microfones: 7 microfones de campo distante
• Sensores de Proximidade: sensores capacitivos para detectar toques no painel de controle sensível ao toque

Atuadores

• Alto-falantes (woofer + tweeter)
• LEDs de indicador de status
• Antenas internas para conexão WiFi

4.5. Interfaces de Comunicação com fio

• Ethernet
• UART

4.6. Interfaces de Comunicação sem fio

• Módulo PCI Express separado baseado no chipset AR9580-AR1A da Atheros para permitir a comunicação de rede Wi-Fi
• Chipset Atheros AR9580-AR1A: chipset de rede sem fio desenvolvido pela Qualcomm Atheros.

4.7. Unidades de Entrada/Saída (I/O)

• TI PCM1864: Conversor Analógico para Digital (ADC)
  • 2 ADCs de 4 canais

4.8. Fonte de Energia e Sistema de Alimentação

• Entrada universal de 100 a 240 V CA, ~50-60 Hz, 1 A e comutação automática.

4.9. Firmware e Atualizações

• Firmware do Sonos gerencia a rede sem fio, a reprodução de áudio e a integração com outros dispositivos Sonos na rede, além de garantir compatibilidade com serviços de streaming e assistentes de voz (Alexa e Google Assistant).
• Disponibiliza atualizações Over-the-Air (OTA) para adicionar novos recursos, melhorar o desempenho, corrigir bugs e reforçar a segurança.

4.10. Unidade de Proteção e Segurança

• SoM Freescale NXP SC667517EYM10AE

  • Boot Seguro (Secure Boot): o sistema verifica a autenticidade do firmware para garantir que o dispositivo não seja comprometido com código malicioso ou não autorizado.
  • Criptografia: Embora NXP SC667517EYM10AE não tenha suporte explícito para um módulo de criptografia dedicado, ele pode usar módulos de criptografia padrão como AES (Advanced Encryption Standard) e SHA (Secure Hash Algorithm).
  • Proteção de Memória: Permite separar áreas críticas do sistema operacional de outras menos seguras.

• SoC ARMv7 iMX6 (ARM Cortex-A9 Dual-Core)

  • Secure Boot
  • Criptografia: O SoC i.MX 6 tem suporte para aceleração criptográfica de diversos algoritmos, como AES, RSA, ECC (Elliptic Curve Cryptography), entre outros, através de hardware dedicado, o que oferece desempenho superior em comparação a soluções puramente baseadas em software.
  • Anti-Rollback Protection: Impede que versões mais antigas de software ou firmware sejam carregadas, garantindo que apenas versões atualizadas e seguras do código sejam executadas no dispositivo.
  • Memória Protegida: O i.MX 6 oferece suporte a mecanismos de proteção de memória e isolamento de processos, o que é crucial para garantir a integridade do sistema e impedir que falhas de software ou ataques de segurança comprometam a execução do sistema.
  • Criptografia de Dados: Suporta VPNs (Redes Privadas Virtuais) e pode ser utilizado em sistemas IoT para proteger a comunicação de dados.

4.11. Armazenamento Externo

• Não possui opções de armazenamento externo.

4.12. Interface com o Usuário (UI)

Leds

• Utiliza LEDs para indicar o status do dispositivo, como conectividade e atividade do microfone.

• Toque para ligar ou desligar o microfone: Quando a luz do microfone está acesa, o controle de voz está ativado, e o serviço de voz está pronto para responder. Quando a luz está apagada, o controle por voz está desativado.

• Exibe a conexão do produto ao Wi-Fi, indica quando o volume está mudo e sinaliza erros.

Botões

• Apresenta controles táteis para volume, reprodução/pausa e navegação de faixas, além de um botão físico para emparelhamento Bluetooth e um interruptor para ativar/desativar os microfones.

• Pressione uma vez para reproduzir ou pausar o áudio. Mantenha pressionado para adicionar a música que está sendo reproduzida em outro ambiente.

• Toque para ligar ou desligar o microfone

Conectores e Botão Entrar

• 1 - Botão Entrar: Pressione para conectar ao seu sistema Sonos durante a configuração.
• 2 - Porta Ethernet
• 3 - Entrada de alimentação CA (rede elétrica)

Displays

• Deslize para a direita para pular para a próxima música.
• Deslize para a esquerda para voltar à música anterior.

5. Serviços de voz

Use sua voz para controlar seu sistema Sonos com qualquer produto Sonos habilitado para voz reproduza e controle conteúdo, aumente ou diminua o volume e muito mais.

Sonos Voice Control : controle todo o seu sistema Sonos com facilidade de viva-voz e privacidade incomparável. O Sonos Voice Control vem pronto para uso — leva apenas alguns segundos para adicionar quando você configura seus alto-falantes.

Amazon Alexa : você precisará do aplicativo Sonos e do aplicativo Alexa com a habilidade Sonos habilitada. Você fará algumas alterações em ambos os aplicativos durante a configuração.

Siri : você precisará do aplicativo Apple Home. Adicione seus alto-falantes Sonos compatíveis com AirPlay2 ao aplicativo Apple Home e, em seguida, use um iPhone, iPad ou Apple TV para pedir à Siri para tocar música (atualmente limitado ao Apple Music).

6. Produtos relacionados

• Sonos Era 100

• Sonos Era 300

• Amazon Alexa

• Google Nest Audio

• Apple HomePod Mini

• Bose Home Speaker 500

• Harman Kardon Citation One

7. Artigos acadêmicos relacionados

1. Implementação de uma interface UART para barramento SPI empregando sistemas microcontrolados de baixo custo

O artigo explora a implementação de um conversor entre os barramentos RS-232 e SPI utilizando microcontroladores

MCS-51, com ênfase na criação de uma UART (Transmissor/Receptor Assíncrono Universal) baseada no padrão RS-232. A introdução discute a importância da comunicação entre microcontroladores e periféricos em sistemas embarcados, destacando a utilização de barramentos seriais. O padrão RS-232, estabelecido em 1969, é examinado por suas características mecânicas, elétricas e funcionais, sendo aplicado um subconjunto das suas especificações para a implementação da UART proposta. A interface RS-232 é descrita como um meio assíncrono para transmissão e recepção de dados, classificando dispositivos como DTE (Equipamento Terminal de Dados) e DCE (Equipamento de Comunicação de Dados). O artigo conclui com a apresentação de resultados e sugestões para futuras melhorias na implementação.

2. Programmable System-on-Chip for Silicon Prototyping Este artigo apresenta uma metodologia de design para System-on-Chip (SoC) programável, com foco na prototipagem em silício. A principal ideia é integrar múltiplos projetos de SoC - MP-SoC (Multiple-Project SoC) - em um único chip, o que reduz significativamente os custos de prototipagem ao compartilhar uma plataforma comum entre diferentes projetos.

MP-SoC (Multiple-Project SoC) Em vez de fabricar chips separados para cada projeto, a plataforma comum compartilha recursos como processadores embutidos, memória on-chip, arquitetura de conexão e periféricos.

Plataforma Comum MP-SoC A principal inovação do MP-SoC é a criação de uma plataforma comum que pode ser compartilhada por diversos projetos de SoC, permitindo a integração de múltiplos projetos heterogêneos em um único chip. A plataforma é projetada para ser modular, de modo que diferentes projetos podem conectar seus módulos (IPs) ao sistema comum. Esta abordagem reduz a necessidade de construir uma plataforma separada para cada projeto, o que economiza área e, consequentemente, o custo de fabricação.

Essa plataforma é descrita como "plug and play", ou seja, cada equipe de projeto simplesmente conecta seu IP no bloco reservado para ele, seguindo um mapa de sistema predefinido. Isso torna o processo de integração mais simples e eficiente.

Vantagens

• O custo de fabricação de SoCs é alto especialmente em ambientes acadêmicos, onde o acesso a protótipos de silício é limitado.
• Área total de 8 SoC integrados em um único chip (plataforma comum) é reduzida de 143 mm² para 24 mm², gerando uma redução de área significativa.
• Apresenta vantagens sobre a FPGA(Field Programmable Gate Array): FPGA são comuns para verificação de funcionalidade, não fornecendo resultados reais de chip em silício.
• A metodologia pode ser útil para pesquisadores acadêmicos que têm orçamentos limitados para protótipos em silício, permitindo testar SoCs reais em vez de depender apenas de simulações ou protótipos FPGA.

8. Referências bibliograficas

[1] [Sonos One User Guide](https://www.sonos.com/pt-br/guides/one)
[2] [What Cracking Open a Sonos One Tells Us About the Sonos IPO](https://beneinstein.com/what-cracking-open-a-sonos-one-tells-us-about-the-sonos-ipo-dcab49155643)
[3] [Amlogic A113X](https://www.amlogic.com/#Products/389/index.html)
[4] [Dumping the Sonos One smart speaker](https://www.synacktiv.com/en/publications/dumping-the-sonos-one-smart-speaker.html)
[5] [Sonos One Repair](https://pt.ifixit.com/Device/Sonos_One)
[6] [Sonos One](https://sonos.com.br/produtos/one/)
[7] [Sonos S2](https://assets.sonos.com/en-ie/controller-app)
[8] [UART](https://www.sige.ita.br/edicoes-anteriores/2008/st/P_18.pdf)
[9] [Programmable System-on-Chip for Silicon Prototyping](https://ieeexplore-ieee-org.ez54.periodicos.capes.gov.br/document/4926187)
[10] [Sonos One Review](https://www.techspot.com/products/speakers/sonos-one.174844/)