Procesado de señales de audio mediante FPGAs

Abstract

En este proyecto se ha implementado un sistema de procesado de señales de audio en una FPGA, con el fin de crear diferentes efectos de audio digitales controlados con una placa de desarrollo. Se ha realizado un estudio sobre el procesado de señal digital, incluyendo las principales técnicas y herramientas para el diseño de filtros digitales. Posteriormente, se han definido estructuras basadas en sistemas retardadores mediante las cuales se consiguen distintos efectos de audio. Mediante la herramienta Simulink se ha simulado el resultado de cada efecto y se han configurado sus parámetros de control en función de la salida de audio obtenida. Con Matlab se ha realizado un breve estudio de la utilidad de generar código HDL a partir de un modelo Simulink, para luego implementarlo en un dispositivo lógico programable. Para optimizar el sistema resultante, se ha preferido generar manualmente los códigos VHDL para los sistemas modelados en Simulink. Estos códigos han sido sintetizados e implementados en la FPGA Artix-7 XC7A100T con placa de desarrollo Nexys4 DDR.

In this Project, an audio signal processing System has been implemented in a FPGA, in order to create different digital audio effects controlled with a development board. A study on digital signal processing including the main techniques and tools for digital filter design has been carried out. Later, structures based on delayed systems have been defined by witch different audio effects are achieved. Using Simulink tool the result of each has been simulated and its control parameters have been configures according to the audio output. With Matlab, a brief study has been made of the utility of generating HDL code from a Simulink model, to then implement it in a programmable logic device. To optimize the resulting System, it has been preferred to manually enter the VHDL codes to for System modelled in Simulink. These codes have been synthesized and implemented in Artix-7 XC7A100T FPGA with Nexys4 DDR development board.