posted by
rerofumi
2007/7/20 金曜日 0:26:16
波形合成だけでCPU負荷を食いつぶしてしまうのは流石にまずいのでいくらかの高速化を考えてみる。
高速化といえばアセンブラで最適化を目指す方向で。
基本的には、発声させる波形データを加算合成するだけなのだが、加算後の値が上限を超えないように制限する必要がある。(サチュレーション)
V850 には飽和加算と飽和減算の命令があるのだけれども、(当然ながら)32bit レジスタに対して行われる。さらに、音声データは8bitで 0時 0x80、+1 0x81, -1 0x7f といったデータである(データ、出力共に)。レジスタ内では 0 時 0x00000000 で +1 は 0x00000001、-1 は 0xffffffff なわけだから、飽和加算・減算の命令を使おうとするとその前後でレジスタ拡張と値のシフトをする必要がある。これが結構手間となる。
そもそもで、CPUが32bitでデータが8bitなのだからいっぺんに4データを処理できるんじゃないの？という話がある。それができたら単純に4倍速だ。
でまあ、そういったパッキングビットに対し、論理演算を重ねて飽和加算・減算をするアルゴリズムというのはちゃんと存在している。グーグル先生に「飽和加算」と訪ねると即座に見つかる情報だ。
Read the rest of this entry »
posted by
rerofumi
2007/7/14 土曜日 17:41:54
テレビ出力の方が一息ついたので今度は音声の出力。
V850ES/JG2 には DAコンバータが 2ch ついていて、こいつらのセトリングタイムが 100kHz くらいは余裕であるので音声の出力に使える。
でも、電圧的には Vdd 範囲でも電流がほとんど得られないのでスピーカーを駆動させるためにはどうしてもオペアンプを通す必要があるわけだ。
コードの茂みの奥で見えにくいけれども DIP8ピンのICが刺さっている。これはオペアンプではなくて PSoC(CY8C27134)。
PSoC のアナログ部分を使ってゲイン値のプログラム可能な簡易アンプとして使おうという作戦。ついでにローパスフィルタも付けちゃえ。
他に部品が要らないのでラクチンラクチン。実験には最適。
流石にパスコンぐらいは付けないと、スピーカーから盛大なノイズが聞こえるけれどもね。
基板にまとめた。
ついでにタクトスイッチを二つつけて、ソフトウェアでゲイン値を変更できるようにする。簡易ボリュームやね。
V850側の音声ドライバは、DMA を使って DAC にデータを流し込む方式。
カウンタ TP2 を使って 8kHz のトリガを使い、DMA はそのトリガが来たら 1byte を DAC のレジスタへ転送をする。
一般的な音声ドライバの構成。
わかりにくいので図にするとこんな感じ。複数CH の重ね合わせができるように作ったのだけれども、どうしても 1声しかでなくてしばらく悩んでいた次第。どうやら、音声を合成してバッファに用意する部分の処理が重くて、メインに戻って来れていないのが原因だったらしい。コンパイラの最適化をかけることでなんとか回避。
そのうち高速化を考えるにしても、今のところは気をつけて使う様にすれば良いか。
サンプルでは P4.0〜P4.2 に繋いだスイッチを押すと、エアキャップ(プチプチ)をつぶす音が出る様に作ってある。でも、タクトスイッチのクリック音の方が大きくて全然楽しく無い罠。
音声データは 8kHz MONO の wav ファイルの内、波形データ部分を取り出したものを ROM に焼き込んで、それをならしている。
だんだんゴテゴテとしていくけれども、これで必要な要素は揃った。
posted by
rerofumi
2007/7/12 木曜日 23:58:40
今日は電子工作関係でいくつか買い物をした。
アルインコの安定化電源。
これまでは秋月の 5V スイッチングアダプタで工作を行ってきたけれども、なんとなくまともな電源が欲しくなったので無線機器用の安いところを購入。DM-310MV を選んだのは出力電圧の変動域が 1〜15V と 5V 以下も OK だったので。そんなに電流は要らないのでシリーズ型(トランス)で十分。
スペックではわかりにくい奥行きを CDケースとの比較で確認しよう。
ちなみにこれまで使っていた 5V スイッチングアダプタ。これでも十分といえば十分ではある。
はんだコテ台のクリーナースポンジ。消耗品。
そろっとぼろぼろになってきたので交換しようかと。
鈴商で売っている 384x192pixel の液晶パネル。VRAMが載っていないのでマイコンからは扱いにくく、PLD とかで CRTC を作らないとならないのだけれども、今ならそのへんもできなくはない事なので。
simさんの周辺で盛り上がっているのがうらやましくなって買ってきた次第。
今のところ、何を作ろうといった案は無いですが。
秋葉原の鈴商というとアナログパーツのお店といった印象があり、マイコン工作からは縁遠いところがあるのであまり寄らなかった次第。でも、それはそれなりに面白いデバイスもあるもんだなあと今回思った。
上はビデオメモリ用のデュアルポートSRAM。小さい方が 256KB(64kx4bit)、大きい方が 1MB(256kx4bit)。これがあると今作っているCRTCでRAMのバス調停を行わなくて済むからフルアクセスできるVRAMが作れる。
後はデータシート次第だな、とか思ったけれども案の定入手困難でとほほ。
90年代前半のデバイスだからデータシートも紙の時代だしなあ。
もっとも、256kbit 程度だったら Spaltan-3E のブロックRAMでヂュアルポートにできるから、FPGA を同等のデバイスとしていくらでも使えるわけですが。
—–
posted by
rerofumi
2007/7/10 火曜日 1:00:11
コンフィギュレーションROMを入手するのがめんどくさいので弄ることはないでしょ、とか思っていたDWMのSpartan3E基板。なんとなく Digikey を覗いてみたら、対象のコンフィギュレーションROM(XCF02S)が 550円程度だったので買ってみる事に。
最も、日本からの Digikey 利用は手数料 2〜3000円がかかるので割安感のためには 4個以上買わないとならないのですが。
てなわけで到着。
梱包はこんな感じ。
ブツ。
ハンダ付けの際はルーペが活躍。
まあ、これくらいなら手はんだでもなんとか。
面倒な場合はブリッジ上等な感じのはんだ多めで取り敢えず盛っておいて、はんだ吸い取り線でブリッジを除去しつつ整えていく感じで作業するのがよろしいかと。
無事バウンダリチェーンに現れた。
最初 J1 をカットするのを忘れていて悩んだのは秘密。試しにLEDピカピカテストをコンフィギュレーションROMに書き込んでみた。
これでダウンロード無しに、電源投入そくピカピカなのです。将来的にはこれでなんか作ってみるかねえ。
posted by
rerofumi
2007/7/6 金曜日 1:54:29
細かい調整も終わり、ひとまず CPLD CRTC も予定通りに仕上がった感じ。
高機能じゃないけれどもね。
cpld_ctrc_070706.zip
表示しながらの画面描画実験。
フラッシュビデオ その1
するするとシャッターの様に描かれていくのは、CRTCとCPUのSRAMバスアービトレーションを行っていないから。
CRTCが画面を描いている時というのは一生懸命SRAMからデータを読んでいる時である。そんなときにCPUから読み書きしようとするとバスが衝突してとんでもないアドレスを表示してしまうことになるし、CPUも思ったところに思ったデータが書けないことになる。
そこで、CRTCがSRAMからデータを読み出している期間はCPUからのアクセスを遮断している。この時、CPUがSRAMにアクセスできるのはCRTCが画面を描いていない時、つまりVBLANK期間だけとなる。
その隙を狙って描画するのだが、このテストコードではその VBLANK期間にだいたい5〜6ラインくらい描いているようだ。
CRTCのENABLEを下げて無効にすると画面は真っ暗になるが、フルタイムでSRAMにアクセスできるので 1枚画をその隙に転送するとか、画面をクリアするとかに使う。
