Utilisation de la carte FPGA Nexys Vidéo Artix 7 de Digilent pour créer des sons

Il existe différentes méthodes pour synthétiser des sons. La synthèse soustractive est réalisée en générant des formes d’onde par des processeurs ou des composants analogiques. Ces formes d’onde sont ensuite filtrées et mélangées pour générer un signal de sortie. La synthèse additive permet de créer toutes les formes possibles d’un signal par transformée de Fourier.

Un élève crée une œuvre par synthèse additive en additionnant des ondes sinusoïdales qui ont des fréquences liées à la fréquence d’entrée (appelée la tonalité du son). Le synthétiseur comporte les éléments suivants :

• Une carte FGPA Nexys Vidéo Artix 7 (134-6477) de Digilent pour des applications multimédias
• Un module Bluetooth PMOD BT2 (136-8063)   de Digilent
• Un instrument multifonction Analog Discovery 2 (194-6464) USB de Digilent
• Un téléphone portable équipé de Bluetooth pour communiquer avec le synthétiseur

L’architecture hardware est développée sous VHDL (pilote audio codec, générateur de synthèse additive). Le processeur softcore gratuit Microblaze de Xilinx est utilisé pour contrôler le flux du signal (FFT, canal DMA vers codec, mémoire, Bluetooth, coefficients du générateur additif). L’application Android est codée sous C. Le générateur additif est capable de générer, en temps réel, un signal composé d’un maximum de dix ondes sinusoïdales.

Pour monter le synthétiseur, il suffit de connecter la carte FPGA Nexys Vidéo au Pmod BT2. Pour afficher le son, il faut modifier la fiche RCA et la brancher à l’Analog Discovery 2 (194-6464) .

Un tutoriel pas à pas est disponible sur la page projet Digilent.