ＴＫ８０／ＢＳの
シンセシステムを復活／拡張したい〜
その３８
ＦＰＡＧシンセの作製
２０１９年
４月２０日
先週、パラメータ設定器からＦＰＧＡシンセ本体へチャンネル／ファンクション番号が送信できることを確認しましたが、実際にパラメータを変更しもＦＰＧＡシンセ側に反映されませんでした。送信データのポストアンブルが間違えていました。ＦＰＧＡ側はプリアンプル＝０ｘＡ５、ポストアンブル＝０ｘ５Ａの時に有効データとしているところを、ポストアンブルも０ｘＡ５で送信していました。早速、パラメータ設定器のＭＳＰ４３０のプログラムを修正して動作確認します。
デバッグ用のロジックを追加して、パラメータ値をボード上のＬＥＤに表示するようにします。パラメータを０ｘ４０にすると、正しく表示します。
パラメータを０ｘ５０にすると、ＬＥＤも０ｘ５０になり、シンセのパラメータも変更されるようになりました。
４月２１日
２ｃｈのＦＰＧＡシンセのパラメータをパラメータ設定器から設定できるように、ロジックを追加、修正します。また、ＤＣＦの前段にＤＣＯの各波形をミックスするミキサーを実装します。修正箇所が多いので少しづつ修正して、動作確認します。
５月６日
連休の前半でミキサーを実装したので、動作確認します。はじめにノコギリ波のみです。
続いて、矩形波のみです。矩形波のデューティはＬＦＯとＥＧで変調できます。下はデューティ５０％です。
続いて、基本波の２倍の矩形波のみです。デューティ比５０と２５％を選べます。下はデューティ５０％です。
続いて、基本波の１／２倍の矩形波のみです。デューティ比５０と２５％を選べます。下はデューティ５０％です。
次に肝心のミックスです。矩形波、２倍の矩形波と１／２倍の矩形波を同じ比率でミックスしてみます。矩形波のデューティ比は５０％です。
上記と同じ比率で、デューティ比を２５％にしたときです。
続いて、ノコギリ波、矩形波、２倍、１／２倍の矩形波を適当に加算して、ノコギリ＋階段状に調整してみます。パラメータのうち、外部入力とＤＣＯ２は未実装のため、未検査ですが、その他は動作良好のようです。
ＤＣＯ１の矩形波のデューティのパラメータを１０にしてみます。出力は太い凸パルスです。
上記と同様で矩形波のデューティパラメータをＦ０にしてみます。出力は細い凸パルスです。このパラメータ値はノコギリ波と比較する閾値なので、パラメータ値とパルス幅は逆になります。
５月１２日
以前にＬＦＯを修正して三角波／矩形波と同時にゲート用信号を同時に出力できるようにしました。このＩＰを現在のロジックに組み込んでみます。細いパルスを作り、ＥＧに入力して、周期的に発音してみます。正常動作しています。
５月１５日
２チャンネル分実装しているＦＰＧＡシンセを４チャンネルに拡張しました。アパートでの作業なので、４つあるデルタシグマＤＡＣの出力をアナログディスカバリで確認しただけで、実際に音出ししていません。波形を見る限り、問題なく動作しているようです。リソースの使用率はＬＵＴスライスが約３０％、ＤＳＰが約２６％（６４個）です。これであれば８チャンネルまで組み込めると思われます。余裕があれば１ｃｈあたり、ＤＣＯとＬＦＯを２個実装します。
４チャンネルをインプリしたデバイス図です。一瞬、半分以上使っているように見えます。
５月１８日
アパートで実装した４チャンネルの動作確認を行います。デルタシグマＤＡＣの出力に抵抗を繋いで簡易ミックスして音出しします。問題ありません。
５月１９日
４チャンネルから８チャンネルに修正します。リソースの使用率はＬＵＴスライスが約６７％、ＤＳＰが約５３％（１２８個）です。
８チャンネルをインプリしたデバイス図です。空いていた下側も使われています。
８チャンネルのデルタシグマＤＡＣを簡易ミックスして、録音してみます。
ＤＣＦに入力する波形は矩形波の基本、２倍、１／２倍を４０、３０、１０の比率でミックスします。
フーガの技法の１番（４声）を１〜４チャンネルと５〜８チャンネルに同じパートで出力して確認します。各ＤＣＯをデチューンして、少しＬＦＯで周波数変調します。クリックするとＭＰ３をダウンロードできます。録音時のパンポットとエフェクトは無しです。
パラメータ設定器にパラメータリストを表示するヘルプを追加しました。パネルにはＰ１〜６とＳＷ１〜３のレタリングしかないため、全部のパラメータを覚えられません（笑）。ロータリエンコーダの３を押しながら４を押すとヘルプ表示に入ります。パラメータリストは最大で３ページあり、ファンクションによっては２ページもあります。ページ指定はＰ７の３つのスイッチで行います。下はＤＣＯ１の１ページです。
続いて、２ページです。
３ページはＰ７のスイッチの説明です。ロータリエンコーダの４を押しながら３を押すとヘルプ表示から抜けます。
ヘルプ表示用のテキストを編集して、パラメータリストを作成しました。緑色は未実装／未検証です。
[DCO1/2]
P1:Tune
P2:EG Mod
P3:LFO Mod
P4:Pw Offset
P5:Pw LFO Mod
P6:Pw EG Mod
P7:SW
1:Mod LFO1/LFO2
2:Pw LFO1/LFO2
3:EG Mod Nom/Inv
[MIX]
P1:Saw Lev
P2:DCO1 Pw Lev
P3:DCO1 Pw*2 Lev
P4:DCO1 Pw/2 Lev
P5:DCO2 Lev
P6:Ext Lev
P7:SW
1:DCO1 Pw 50/25%
2:DCO2 Saw/Pw
3:-
[DCF]
P1:Cutoff
P2:EG Mod
P3:LFO Mod
P4:Resonanse
P5:-
P6:-
P7:SW:
1:Mod LFO1/LFO2
2:-
3:-
[DCA]
P1:Hold
P2:EG Mod
P3:LFO Mod
P4:-
P5:-
P6:-
P7:SW
1:Mod LFO1/LFO2
2:-
3:-
[EG]
P1:Att Time
P2:Dec Time
P3:Sus Level
P4:Rel Time
P5:VELO Lev
P6:-
P7:SW
1:Manul Gate
2:LFO1 Gate
3:LFO2 Gate
[LFO1/2]
P1:Freq
P2:Pw
P3:Dly Att Time
P4:Dly Rel Time
P5:-
P6:-
P7:SW
1:Wave Tri/Pw
2:Mode Nom/Sync
3:Manual Gate
デルタシグマＡＤＣ基板を接続するために、デバッグ用のＳＰＩ−ＤＡＣをＰＭＯＤコネクタからＣＨＩＰＫＩＴに移動しました。ＰＭＯＤコネクタ３つが空き、これでデルタシグマＡＤＣを接続できます。
