FEIRA DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA 2015

R E S U M O
Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um protótipo de processador Sampler para órgão
digital, utilizando uma arquitetura reconfigurável do tipo Field-Programable Gate Array (FPGA), como uma alternativa
ao uso de Application Specific Integrated Circuit (ASIC), em português, circuito integrado para aplicações
específicas, que tornam o desenvolvimento deste tipo de equipamento caro e impossibilitam a atualização
do hardware. Foram realizados estudos e desenvolvimento de estruturas para acesso e gravação a memórias
do tipo SD e DDR, através de hardware. A execução das amostras dos tubos de órgão é efetuada através de
uma arquitetura MultiCore. Estes Cores possuem a finalidade de executar as amostras de áudio carregadas
na memória RAM em tempo real, realizando as interpolações necessárias para correta execução dos loops. O
resultado do processamento dos múltiplos núcleos é misturado em um mixer, também responsável por efetuar
a normalização dos sinais de forma a envia-los ao decodificador digital-analógico. O comando do processador
é realizado por uma unidade externa microcontrolada, através de uma interface SPI utilizando o padrão MIDI.
Como resultado, verificou-se a viabilidade da adoção de FPGA para desenvolvimento de processadores Sampler,
sendo necessário apenas adaptações no layout do processador de forma a melhorar sua performance e
eliminar pequenas falhas.
Palavras chave: Conversão digital-analógico. DSP. VHDL. Sampler. Órgão Digital.
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ABSTRACT
This work presents the study and development of a sampler device prototype for Digital Organ, using a
Field-Programmable Gate Array (FGPA) reconfigurable architecture as an alternative for Application Specific
Integrated Circuit (ASIC) at where the development of this kind of equipment are such expensive and updates
of this hardware are impossible. Are realized studies and has developed some structures for read and write on
DDR memories and SD Card access through hardware. A MultiCore system is responsible to execute the Tube
Sample’s of the Organ. These Cores have a finality of execute the audio sample’s charged into RAM memory in
real time, and realize the necessary interpolation for correctly execution of the loops. The Core process results
are mixed into a mixer structure, with are responsible to normalize the signals and send for the digital-to-analog
decoder. The command instruction is send to sampler processor by an external microcontroller using an
SPI interface with MIDI words. As a result, are proved the viability of the FPGA use for this application, but,
as necessary some adaptations into layout of this processor to improve the performance and correct bugs.
Keywords: Digital-to-Analog Conversion. DSP. VHDL. Sampler. Digital Organ.