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Simple MIDI Sounder with TFT Display

Tang-Nano_MIDI_Sounder

GW1N-1 FPGAチップを搭載したTang Nano FPGAボードで動作するMIDIサウンダです。
Tang NanoボードのCH552TでUSB-UART変換を行い、38.4kbpsのMIDI UARTメッセージをFPGAに入力すると音が出ます。
LCDには発音中のスロットが表示されます。 手っ取り早く試したい方は、impl\pnr\Tang-Nano_MIDI_Sounder.fs をボードに書き込んで下さい。
なお、真面目にRTL-Simをしていないので、怪しい点が多々あるかと思いますがご了承ください・・・。

仕様

• 内部回路動作周波数：9MHz / 72MHz（オンチップ24MHzオシレータよりPLLで生成）
• 発音可能ノート番号：0～127
• 最大同時発音数：64音（ch当たり4和音、計16ch）
• サンプリング周波数：562.5kHz
• MIDI UARTボーレート：38.4kbps
• MIDI UART入力ピン：9
• 音声出力ピン：17 (ΔΣ-DAC出力、1kΩ+0.01uFのLPFと、10uFくらいのDCカットコンデンサを付けて下さい。)
• 動作確認済みLCD：ATM0430D25

回路図

※LCDの配線は省略

全体構成図

MIDIシーケンサ（Domino）からTang-Nanoボードまでの接続は以下を参考ください。

開発環境

• IDE : GOWIN FPGA Designer Version1.9.2.02 Beta build(35976)

Resource Usage Summary:

Resource	Usage	Utilization
Logics	442/1152	38%
--LUTs,ALUs,ROM16s	442(340 LUTs, 102 ALUs, 0 ROM16s)	-
--SSRAMs(RAM16s)	0	-
Registers	146/945	15%
--logic Registers	143/864	16%
--I/O Registers	3/81	3%
BSRAMs	4/4	100%

参考

• Tang NanoのFPGAとPC間でUART通信をする https://qiita.com/ciniml/items/05ac7fd2515ceed3f88d
• seeed Sipeed Tang Nano FPGAボード GW1N-1 FPGAチップ搭載 https://jp.seeedstudio.com/Sipeed-Tang-Nano-FPGA-board-powered-by-GW1N-1-FPGA-p-4304.html
• SiPeed Tang Nanoの環境構築(Windows編) https://qiita.com/tomorrow56/items/7e3508ef43d3d11fefab
• MIDIメッセージ一覧 https://www.g200kg.com/jp/docs/tech/midi.html
• MIDIのノートナンバーと周波数の対応表 http://www.asahi-net.or.jp/~HB9T-KTD/music/Japan/Research/DTM/freq_map.html

以下はUSB-UARTからMIDIメッセージを送出するのに使えるツール類

• loopMIDI https://www.tobias-erichsen.de/software/loopmidi.html
• The Hairless MIDI to Serial Bridge https://projectgus.github.io/hairless-midiserial/