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Die Soundkarte |
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Zu einer richtigen Spielekonsole gehört natürlich auch Sound. Wir hatten aber weder Lust, für das Feature mehr als ein paar Cent auszugeben noch erneut ein aufwändiges Schaltungsdesign mit entsprechenden Fertigungszeiten vorzunehmen. Also haben wir uns mit einer Minimalfassung einer Soundkarte begnügt: Technische Daten
AufbauDie Soundkarte ist weitestgehend im FPGA implementiert. Die Komponente xsound enthält dazu im Wesentlichen einen Soundpuffer (von 256 Samples) und einen sogenannten Sigma-Delta-Konverter. Diese erstaunlich einfache Schaltung konvertiert den parallelen 12-bit Input des aktuellen Soundsamples x ein 1-bit-Signal, das möglichst schnell wechselt, und im Mittel x/4096 der Zeit HIGH ist, ansonsten LOW. Sie ist im folgenden Bild dargestellt: Dieses Signal wird dann an die Soundkarte ausgegeben. Es stellt das Soundsignal, überlagert mit sehr hochfrequentem Rauschen (in Größenordnung der FPGA-Clock), dar. Die Trennung von Sound und Rauschen wird dabei um so besser, je höher die Arbeitsfrequenz des Konverters ist. Da dieser sehr einfach ist, konnten wir ihn mit der doppelten Taktfrequenz wie den Rest des Chips, also 96 MHz, takten. Diese wird intern im FPGA durch einen eingebauten Clock-Multiplier generiert. Dieses Rauschen wird nun durch einen einfachen Tiefpass auf der Soundkarte entfernt, die Ausgabe ist dann das (hoffentlich weitgehend unverfälschte) Soundsignal. Es kann über einen Klinkenstecker abgegriffen werden. Zu beachten ist aber, dass das Signal nur durch das FPGA getrieben wird, da kein zusätzlicher Verstärker auf der Soundkarte angebracht wurde. Es kann daher nur mit Kopfhörern oder Aktivboxen angehört werden. Die Schaltung der Soundkarte ist: Und so sieht sie in Wirklichkeit aus: AnschlusshinweiseAchtung: Wegen der billigen Bauweise sitzt die Soundkarte nicht so stabil auf dem FPGA-Basisboard wie die anderen Erweiterungskarten. Auch muss sie abgenommen werden, um die darunterliegenden Jumper umzustellen. Sie muss dann wie folgt wieder angeschlossen werden:
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