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FPGA+Synthesijerでヴォコーダを作ってみた

FPGAエクストリーム・コンピューティング第6回のLT「FPGA+Synthesijerでヴォコーダを作ってみた」資料です.

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FPGA+Synthesijerでヴォコーダを作ってみた

  1. 1. FPGA+Synthesijerで ヴォコーダを作ってみた 東京農工大学 鈴木 涼太(@JA1TYE)
  2. 2. 自己紹介 鈴木 涼太(@JA1TYE) 東京農工大学 情報工学科 3年 中條研究室所属 • 趣味でAVRとかCortex-M3/M0とか – なぜか(?)いつもFM音源を実装している 2015/2/1 2
  3. 3. きっかけ • 3年次後期の科目「システム製作実験」 – 興味のあるテーマを選択・実装 – 「Java言語によるハードウェア設計」 – Synthesijerの評価とデモの実装 • 何を作るか? – デモをしてわかりやすいもの – マイコンだと「ちょっと」厳しそうなもの – HDLで書きたくないもの →ヴォコーダ 2015/2/1 3
  4. 4. ヴォコーダとは • エフェクタの一種 – ロボットボイス風の効果を与える – 楽器の音に声の特徴を反映する – YMO”Technopolis”等々で使用 2015/2/1 4
  5. 5. ヴォコーダ:デモ 2015/2/1 5 https://www.youtube.com/watch?v=PLQzSzJHBTI
  6. 6. ヴォコーダの仕様 • Spartan-3 Starter Kitに実装 • 動作周波数は50MHz • サンプリング周波数は約24kHz →1サンプルの処理は2048サイクル以内 • バンド数は8バンド – 明瞭度に影響 2015/2/1 6
  7. 7. 実装:全体構成 2015/2/1 7
  8. 8. 実装:Verilog HDL部 • レシーバ/トランスミッタ – 同期シリアル通信 – Java実装部の起動制御 • トーンジェネレータ – カウンタによる鋸歯状波生成 – 基板上SW入力の読み取り 2015/2/1 8
  9. 9. 実装:Java実装部 • ヴォコーダの処理はすべてJavaで記述 – 1つのクラス、3つのメソッド – 全体で100行程度 – 事前にPC上で動作を確認 – 固定小数点演算で実装 • フィルタはMusic-DSP[1]の実装を利用 – IIRフィルタ – フィルタ係数は事前に計算 [1]http://www.musicdsp.org/ 2015/2/1 9
  10. 10. 今後の目標 • 明瞭度の向上 – フィルタの次数・バンド数を増やす – フィルタ処理の並列化 • Verilog HDL部の削減 • 小型化 – 他のボードへの移植 – 外付け回路もシンプルに 2015/2/1 10

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