Цель Премии Electronica на всероссийской выставке Expo Electronica – отметить достижения российских компаний в области разработки и производства микросхем и электронных устройств. Лауреатом этой премии в апреле 2023 года стала Школа Синтеза Цифровых Схем, в категории «Подготовка кадров для отрасли». Казалось бы, при чем тут игра на флейте?

Когда Школа Синтеза начиналась еще три года назад, ее создатели обнаружили, что распознавание и генерация звука – это удобные упражнения для инженеров, которые изучают проектирование на так называемых микросхемах ПЛИС. Эти микросхемы используются в малосерийных устройствах, например дорогих звуковых системах для рок-концертов на стадионах. Все мы знаем программы на смартфонах типа Shazam, которые узнают песни, но на ПЛИС эти программы не работают – вместо этого нужна настройка (конфигурация) блоков аппаратной схемы.

 

Мария Беличенко помогла разработать серию мелодий для распознавания, а также лично участвовала не только в проведении семинаров по электронике в Москве, в Сколково и в технопарке Альтаир / образовательном центре Самсунг университета МИРЭА, но и в семинарах в Киргизии и теперь в Грузии, на конференции математических методов программирования LaLambda. Инженеры не только использовали музыку концертной флейты для распознавания, но еще и учились играть простые мелодии на блокфлейте, прямо во время семинаров по проектированию цифровых схем.

Один из слушателей, выпускник МФТИ Виталий Павленко, уже владел теорией музыки, поэтому он быстро изучил и методы распознавания мелодий, и основу игры на блокфлейте:

 

Другие участники стали комбинировать распознавание звуков с генерацией графических изображений с помощь изменения аппаратной логики в микросхемах ПЛИС, подключенных к внешнему дисплею:

В конце недели семинаров Юрий Панчул, один из разработчиков программы Школы Синтеза и один из лекторов на семинаре LaLambda исполнил дуэтом с Марией Беличенко песню “Лунная река” из фильма «Завтрак у Тиффани»:

Пока лабораторные занятия с звуком использовали достаточно прямолинейные способы определения частот и последовательстей нот с помощью схем, но для следущиго цикла семинаров Школы Синтеза в России и семинаров в других странах планируется раскладывать звук в спектр частот, применять фильтры, менять скорость и транспонировать песни в другие тональности. Иными словами, музыка будет использоваться для введения в область так называемой Цифровой Обработки Сигналов (ЦОС) или по английски Digital Signal Processing (DSP). ЦОС/DSP касается не только музыки, те же методы используются для обработки видео, а также анализа данных радара и сонара, где тоже применяются микросхемы ПЛИС.