gaoyun — 基于双 FPGA 架构的实时多复音波表合成系统

全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛（高云赛道）参赛作品。

两块 Tang Mega 138K（GW5AST-138B）通过 31250 波特 MIDI UART 链路互联： UI 板（触控屏 + 参数交互）将静态参数与配置下发给音频板， 音频板以 TDM 调度 64 个振荡器、32 复音、96 kHz 采样率实时合成音频。 板上已验证版本：UI 9ee5dce（0x617D）。

USB-UART MIDI -> MIDI parser -> channel/control router
              -> note/Unison task scheduler
              -> 4 generic oscillator engines x 8 pipelined TDM slots
              -> basic waveforms or 16-frame Acid wavetable with WT Position
              -> per-task ADSR + engine partial-sum mixer
              -> 8x FIR decimator -> MAX98357A standard I2S interface

目录导览

目录	内容
src/	音频板 RTL：振荡器 TDM 内核、MIDI 解析、FIR、I2S、DDR 波表通路（顶层 src/top.v.v）
2_ui_touch_hub/	UI 板工程：触控 HUD、矢量渲染引擎、参数面板、演出模式（含独立 README.md 与 CODEX_HANDOFF.md）
constraints/	音频板约束
sim/	ModelSim 测试台（每模块对应 tb_*.v）
ip/	Gowin IP 配置
tools/	构建 / 审计 / 部署脚本（build_audio_isolated.py、audit_build.py、deploy_verified.py 等）
scripts/	辅助脚本
docs/	设计文档：架构、协议（UI_LFO_MODULATION_PROTOCOL_V2.md）、板间集成（ui_uart_integration_v1.md）、远程访问（REMOTE_ACCESS_IPV6_MIGRATION.md）、协作日志
hardware_docs/	Tang Mega 138K 官方硬件资料：原理图、位号图、机械图、datasheet
RGB/	外设小工程：STM32F103 + WS2812 灯带（Keil 工程）
score_print/	展板曲谱排版（make_score.py 可复用换曲）
fpga-competition-2026/	2026 年竞赛官方赛题与选题指南
高云规范化文件/	高云官方规范文档

双板互联协议、LFO 调制协议 V2、时序收敛与部署流程见 docs/ 对应文档； 板间交付历史见 docs/AI_COLLABORATION_LOG.md 与根目录 CHANGELOG_ALIGNMENT.md。

构建与部署（速览）

• 音频板 / UI 板各自独立的 Gowin 工程（synth1_9_18.gprj 与 2_ui_touch_hub/2_ui_touch_hub.gprj）
• 流程：隔离构建 → audit_build.py 五类违例全零 → deploy_verified.py SRAM 烧录（operation 2）
• 只烧 SRAM；Flash 烧录（operation 69）注意事项见 docs/remote_build_automation.md
• 仿真：ModelSim，sim/ 下每个测试台可独立运行

版本管理约定

• integration/dual-138k-uart-phase1 为主线开发分支，与板间联调同步推进
• 功能开发开独立分支（如 integration/osc-ab-main-20261028），验收后合入主线
• 未合入分支的实验修改以 diff 形式存档于 docs/（如 osc-ab-do-mods-20261028.diff）
• 不提交 Gowin 实现输出、仿真工作库、波形文件、IDE 本地状态（见 .gitignore）
• 提交信息格式：类型(范围): 描述（feat / fix / docs / build）