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Forum: FPGA, VHDL & Co. Analog-Audio-Video-IO-board für FPGAs und MCUs


Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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So, das hier wird jetzt gebaut und gfs auch in größeren Stückzahlen, 
wenn sich Interessenten finden. Es geht um allgemeine Ein-Ausgaben bei 
FPGAs, um Video und Audio- rein und raus zu bekommen. Ich habe von 
allem, was man so braucht, jeweils einen Kanal / bzw Stereokanal 
vorgesehen. Mehrere Boards werden einfach kaskadiert. Der Grund ist, 
dass man oft nur ein paar wenige Bauteile braucht, das Zusammenlöten 
aber zeitraubend und unsauber ist. Ein bischen Signalführung muss da 
schon sein, insbesondere um das S/PDIF herum.

In der einfachen Kombination braucht es nur 7 Pins, bei der Nutzung des 
PDM Delta Sigma DACs weitere 5 und fürs 27 Farben-RGB (GUIs) minimal 8. 
Der native I2S benötigt ebenfalls nochmal 4+4.

Die Platine sind in Analog und Digital getrennt, dass man sie gfs 
brechen und verteilt montieren kann. Das möchte Ich auch für die Kanäle 
machen, um verschiedene Einbaulösungen offen zu halten.

Wir hätten dann:

- 384kHz I2S professional audio Input & Output in Stereo
  (mehr in eigenem Format)

- 192kHz S/PDIF coax Input und Output - Stereo L&R
  (mehr mit eigenem Format)

- 6 MBit Fast MIDI 2000, Input und Output

- 31kHz Standard MIDI - Input und Output

- 384kHz PDM-ADC für ca 16 Bit Audio bei 48 kHz

- DSD


Als Plattform kann damit praktisch jedes UC und FPGA-System dienen.

Zudem wird es ein optimiertes release meiner Pyratone-Sound-Engine 
geben, die in ein einziges FPGA compilierbar ist. Zielhardware ist ein 
FPGA-Modul unter 150,- Euro für die einfachste HW.  Mehr dazu in diesem 
thread:

Beitrag "Pyratone II - Release"

: Bearbeitet durch User
Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Wie Ich in dem anderen thread beschreibe, kann man Teile meines 
Audiosystems erwerben, wenn man nicht selber bauen will.

Funktionell sind von mir schon mal vorgesehen / realisiert:

- 768kHz@256 DSD Audio Prozessor
- Audioanalyser- und Tester
- Hall-Soundprozessor
- 4-fach Double Bass Array
- Real Time Audio to MIDI Prozessor
- Gitarreneffektprozessor
- High-Precision-DDS
- Hochgenaues-Stimmgerät
- Videorendering

Das Ziel ist es, 4 solcher Module an ein FPGA anzuschließen, womit dann 
möglich sind:

- 8 Kanal 3D Audio mit bis zu 768 kHz pro Kanal
- 4 Monitore mit Control und Data Input und Visualisierung
- 4 Keyboards über MIDI
- 2 Quellen über Fast MIDI, z.B. Drum Computer oder weitere Pyratone
- 1 Quelle Stereo Audio In S/PDIF
- 1 Quelle Stereo Return S/PDIF
- 1 Quelle Analog Audio für Audio-MIDI

Autor: Thomas U. (thomasu)
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Ganz nett, können Musiker sicher gebrauchen, nur:

Was sollen die mit dem fast MIDI? Du bist ja offenbar der Einzige, der 
das verwendet?

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Es soll ein VST-Plugin entwickelt werden, mit dem man über ein S/PDIF 
Kabel in den Synthi kommt und wieder zurück. Damit ist sowohl der 
MIDI-MIscher, der ARP-Generator und natürlich alle Stimmen und 
DSP-Effekte in Echtzeit nutzbar. Und das Ganze ohne die Timing-Probleme 
über USB, von denen im Netz vielfach berichtet wird, wenn Produzenten 
versuchen, ihr outboard und HW-Synthies in Cubase oder anderen 
Programmen einzubinden.

Die Schnittstelle dient auch zum Verbinden der Boards. Mit einem 
einzigen PLD kannst du ja z.B. 16 dieser boards zu einem MIDI-Mischer 
8x8 zusammenfügen. Gfs nutzt man dazu nur den Platinen-Teil mit dem 
MIDI-IO.

Autor: René D. (Firma: www.dossmatik.de) (dose)
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Gibt es eigentlich ein Board mit HDMI Ausgang? Der VGA ist toll, aber er 
wird langsam obsolete.

Autor: Gustl B. (-gb-)
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Bestimmt, siehe Digilent. Eigentlich braucht HDMI sogar weniger IOs, 
aber dafür schnellere wenn man hohe Auflösung will. VGA ist da 
einfacher.

: Bearbeitet durch User
Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Das Thema HDMI müsste mit einem anderen zusätzlichen board gelöst 
werden, weil es thematisch nicht zur Audio-AD-Thematik passt und die 
Pins nicht reichen. Aber auch dafür gibt es ja Ideen, unter anderem eben 
die Visualisierung des Audio mehr als Kunst und dafür hochaufgelöst:

Beitrag "Re: So schön können Rechenfehler sein"


Da hierfür ohnehin ein Extra-FPGA genutzt werden muss, ist das ein 
losgelöstes Thema. Was Ich aber letztlich durchaus tun will, ist das 
8-kanal Audio runtersampeln auf 48kHz und es neben ADAT (das habe Ich 
noch nicht ausgegeben) auch ins HDMI hineinpacken. Dafür habe Ich schon 
was zusammengebaut: Ich habe aber nur ein Terasic DE-115 und ein HDMI 
1.3 als Extraboard. Für ein Endgerät oder Bastler ist das auch zu teuer 
und der Cyclone 4 ist mir nicht performant genug. Das board ist 
ausserdem in einem Synthesizer verbaut.

Wenn man das vernünftig aufziehen wollte, müsste ein spezielles board 
entwickelt werden, weil es eine breite Anbindung an die Chips braucht 
und zudem einen maximalen FPGA, also z.B. einen Artix 200. An den kriegt 
man 2x Video In und Out dran und hat Performance für das hier in Stereo:

Beitrag "Re: 3D-Kamera VHDL Simulationsmodel"

Verfügbar wäre noch das neue Nexys Video, das auch Display Port kann. 
Mal schauen, was Ich damit hinbekomme. Hier in dem Thema geht es jetzt 
mal nur ums Audio und MIDI.

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Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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