JP3552265B2

JP3552265B2 - Sound source device and audio signal forming method

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Publication number: JP3552265B2
Application number: JP06256094A
Authority: JP
Inventors: 充浩倉田
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2019-08-11
Also published as: ZA952510B; JPH07271375A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、楽音や効果音などの音声信号を形成するとともに、音声信号に対してモジュレーション（変調）あるいはピッチチェンジなどの種々の音響効果を付与して出力することができる音源装置および音声信号形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、テレビゲーム機には、音源装置が内蔵されており、ゲームカートリッジ（ＲＯＭ）あるいはＣＤ−ＲＯＭ内に記憶されている音声データをゲーム機内部のＲＡＭに読み込み、ゲームの進行に応じてこのデータを読み出すことによってゲームの効果音やＢＧＭ（楽音）を発生する。
【０００３】
ところで、テレビゲームの効果音やＢＧＭは、そのゲームの雰囲気を高めるために、モジュレーションなどの種々の音響効果が施される。このような効果を施すためには、その効果の程度を決定し、または、その効果の程度を時間的に変化させるための係数が必要である。
【０００４】
従来の音源装置では、効果音の形成に専用にＬＦＯやモジュレーション信号発生回路を備えて係数を発生していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の音源装置では、このように専用のハード回路が必要であったため、回路が複雑になるとともにＬＳＩが大型化しコストが大きくなる欠点があった。さらに、複雑な効果を付与することが困難であり、ゲーム毎に効果を変化させることにも限界があった。
【０００６】
この発明は、音声信号を発生する回路が発生した信号をそのままモジュレーション信号として用いることにより、効果音を形成するための回路を簡略化することができるとともに、効果の内容や程度を種々に変化させることのできる音源装置および音声信号形成方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数の音声信号を発生する音声信号発生手段と、音声信号および効果信号を入力し音声信号に対して効果信号の波形を用いた効果を付与する効果付与手段と、前記音声信号発生手段が発生した複数の音声信号のうち少なくとも１つを前記効果付与手段に対して音声信号として供給し、他の複数の音声信号のうち少なくとも１つを前記効果付与手段に対して効果信号として供給する信号選択手段と、を備えたことを特徴とする。
また、この発明は、前記音声信号発生手段を、時分割で複数の音声信号を発生する手段で構成し、前記効果付与手段に、前記音声信号発生手段から入力される音声信号、効果信号のうち少なくともいずれか一方を一時記憶する手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明は、前記音声信号発生手段を波形データを読み出すことによって音声信号を発生する手段で構成し、前記効果付与手段に音声信号として供給する音声信号を発生するためのボイス波形データと、前記効果付与手段に効果信号として供給する音声信号を発生するためのモジュレーション波形データとを記憶した単一のメモリを備えたことを特徴とする。
【０００９】
この発明は、前記信号選択手段が、前記効果付与手段に対して、前記音声信号発生手段が発生した音声信号に代えて外部入力した信号を効果信号として供給するする手段をさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
この発明は、前記信号選択手段が、前記効果付与手段に対して、前記音声信号発生手段が発生した音声信号に代えて外部入力した信号を音声信号として供給する手段をさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
この発明は、前記音声信号発生手段が、基本音声信号を発生する基本信号発生手段と、基本音声信号の振幅を制御するための振幅制御波形を発生する信号制御波形発生手段と、基本音声信号に振幅制御波形を乗算することによって振幅を制御する乗算手段と、前記基本音声信号に代えて直流レベルに固定された信号を前記乗算手段に入力する直流信号発生手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
この発明は、同一の音声信号形成手段で複数の音声信号を発生し、効果付与手段に対して、前記複数の音声信号のうち少なくとも１つを目的の音声信号として供給するとともに、他の複数の音声信号のうち少なくとも１つを効果信号として供給し、前記効果付与手段において、音声信号に対して効果信号の波形を用いた効果を付与することを特徴とする。
【００１３】
【作用】
この発明においては、音声信号発生手段が音声信号を発生する。この音声信号は通常は音声として出力される。このとき、この音声に対して残響、音色変化およびモジュレーションなどの効果が効果付与手段によって付与される。ここで、音声信号発生手段が発生した音声信号を他の音声信号に対して効果を付与するためのパラメータとなる効果信号として効果付与回路に供給する。これにより、効果信号を発生する手段を（専用に）設ける必要がなくなり、ハード構成を簡略化することができる。
【００１４】
また、この発明では、音声信号発生手段が複数の音声信号を発生し、前記効果付与手段に少なくとも１つの音声信号を音声信号として入力し、他の少なくとも１つの音声信号を効果信号として入力する。これにより、効果付与手段は、音声信号発生手段から入力された少なくとも２つの音声信号を用い、ある音声信号を他の音声信号で効果付与制御して出力することができるため、専用回路を設ける必要がなく構成を簡略化することができ、また、音声信号を効果付与に用いることにより、複雑な効果付与を実現することができる。
【００１５】
また、この場合において、音声信号発生手段が時分割で複数の音声信号を発生している場合には、一方の音声信号を他方の音声信号と同期するまで記憶しておき、一方を音声信号，他方を効果信号として同時に用いることができる。
【００１６】
また、この発明では、音声信号発生手段は、基本音声信号にエンベロープ波形や低周波信号を乗算することによって振幅を制御し、この振幅を制御された信号を音声信号として出力する。このように通常はエンベロープ波形や低周波信号は、音声信号発生手段内で音声信号の振幅を制御するために用いられるが、この発明では、音声信号発生手段は、音声信号を直流値に固定することにより、エンベロープ波形や低周波信号の波形をそのまま音声信号として出力することができ、このエンベロープ波形や低周波信号が効果付与手段に効果信号として入力される。効果付与手段では、この信号波形を用いて他の音声信号に効果を付与する。これにより、音声信号発生手段が元より有している機能を用いて、他の音声信号に対して効果を付与することができる。
【００１７】
また、上記音声信号発生手段を波形メモリ型の音源として構成し、波形メモリに主として音声信号の発生に用いられるボイス波形データ記憶エリアおよび主として効果信号の発生に用いられるモジュレーション波形データ記憶エリアを設けることにより、音声信号発生手段が発生する波形を用いて、音声信号の出力と効果信号の出力との両方を行うことができる。なお、モジュレーション波形データ記憶エリアに記憶されるモジュレーション波形としては、たとえば、矩形波やのこぎり波などの単純な波形が適用される。
【００１８】
さらに、効果付与手段に入力される音声信号を外部から取り込むこともでき、この場合には、音声信号発生手段が発生した信号によって外部から入力された音声信号に対して効果を付与することができる。また、これによって、外部から取り込んだ音声信号に対してこの効果付与手段によりピッチチェンジの効果を付与することもできる。
【００１９】
【実施例】
図１はこの発明の実施例である音源ＬＳＩが適用されるテレビゲーム機の構成図である。
ゲーム機本体１には、ディスプレイ４およびスピーカ５が接続されている。これらディスプレイ４およびスピーカ５としてはテレビ受像機に内蔵のものを用いることができる。また、ゲーム機本体１には前記ディスプレイ４，スピーカ５のほかに、ゲームプログラムを記憶したＲＯＭ１９を内蔵するゲームカートリッジ３、および、ゲームを行うためにプレーヤが操作するコントローラ２が接続されている。コントローラ２はケーブル等を介してゲーム機本体１と接続され、ゲームカートリッジ３はゲーム機本体１に設けられたスロットに挿入される。
【００２０】
ゲーム機本体１にはメインＣＰＵ（ＭＣＰＵ）１０が内蔵されており、このＭＣＰＵ１０がゲームの進行など装置全体の動作を制御する。ＭＣＰＵ１０には、前記コントローラ２、ゲームカートリッジ３内のＲＯＭ１９、表示制御用のディスプレイコントローラ１４、および、効果音やＢＧＭ発生用の音源ＬＳＩ１１が接続されている。音源ＬＳＩ１１には発音制御用のサウンドＣＰＵ（ＳＣＰＵ）１２、ＳＣＰＵ１２のプログラムやＰＣＭ波形データなどが記憶されるＤＲＡＭ１３および発生した楽音データをアナログの楽音信号に変換するＤ／Ａ変換回路１６が接続されている。Ｄ／Ａ変換回路１６には前記スピーカ５が接続されている。音源ＬＳＩ１１は外部入力端子を備えており、外部から外部音源装置１８を接続し、ディジタル音声データを入力することも可能である。また、ディスプレイコントローラ１４には画面表示用データを記憶するＶＲＡＭ１５および前記ディスプレイ４が接続されている。
【００２１】
このゲーム機本体１にゲームカートリッジ３がセットされゲーム機の電源がオンされると、まずＭＣＰＵ１０は所定の画面データを読み込んでディスプレイコントローラ１４に送るとともに、効果音やＢＧＭを発生するためのプログラムやＰＣＭ波形データをＤＲＡＭ１３に書き込む。この後、コントローラ２の操作によってゲームがスタートし、ゲームの進行に従って、画面データの書き換えや効果音，ＢＧＭの発音が行われる。ゲームの進行制御すなわち画面データの書き換えはＭＣＰＵ１０が直接制御する。効果音やＢＧＭの発生は、ＭＣＰＵ１０がＳＣＰＵ１２に対して指示し、具体的な音声信号の合成は、ＤＲＡＭ１３に書き込まれたプログラム，ＰＣＭ波形データに基づいてＳＣＰＵ１２が行う。
【００２２】
図２は前記音源ＬＳＩ１１の内部ブロック図である。この音源ＬＳＩ１１ではＰＣＭ回路２３が、ＤＲＡＭ１３（図１参照）に記憶されたＰＣＭ波形データを順次読み出すことによって音声信号，モジュレーション信号などのディジタル低周波信号を形成する。上述したように、ゲームカートリッジ３がスロットにセットされ電源がオンされる毎に、その内蔵ＲＯＭ１９からＤＲＡＭ１３に対して新たなデータが書き込まれる。これにより、ゲーム毎に異なる独自の効果音やＢＧＭが発音される。ＤＲＡＭ１３にはメモリコントローラ２１およびＣＰＵインタフェース２０を介してＭＣＰＵ１０，ＳＣＰＵ１２が接続されており、また、メモリコントローラ２１を介して音源ＬＳＩ１１内のＰＣＭ回路２３，ＤＳＰ２４が接続されている。これらＭＣＰＵ１０，ＳＣＰＵ１２，ＰＣＭ回路２３およびＤＳＰ２４はそれぞれが時間をシェアしながらＤＲＡＭ１３をアクセス可能になっている。ＣＰＵインタフェース２０には、レジスタ２２が接続されこのレジスタ２２にはＭＣＰＵ１０およびＳＣＰＵ１１がＰＣＭ回路２３やＤＳＰ２４にセットするデータあるいはセットするデータを指示するデータが一時記憶される。
【００２３】
ここで、図５を参照してＤＲＡＭ１３の内部構成を説明する。ＤＲＡＭ１３には、前記ＳＣＰＵ１２の動作を規定するＳＣＰＵプログラム、ＰＣＭ波形データが記憶されるとともに、ＤＳＰリングバッファが設定される。ＰＣＭ波形データは、ＢＧＭや効果音用の楽音信号を発生するためのボイス波形データと、モジュレーション波形や効果付与のためのパラメータとして用いるために読み出されるモジュレーション波形データを含んでいる。また、これらボイス波形データ，モジュレーション波形データはそれぞれ複数種類記憶されるため、それぞれ複数の記憶エリアが設定されている。また、ＤＳＰリングバッファのエリアはＤＳＰ２４が音声信号データを遅延し、フィルタリングや変調などの効果を付与するために使用される。
【００２４】
ここで、ボイス波形データとしては、たとえば、サンプリングされた効果音や楽器音のデータが記憶されるが、このような音は長時間持続して発音される場合があるため、ループ読み出しが可能なように各ボイスデータ毎にスタートアドレスＳＡ，ループスタートアドレスＬＳＡ，ループエンドアドレスＬＥＡが記憶されている。このボイスデータを読み出す場合には、まずスタートアドレスＳＡから読み出しを開始し、ループエンドアドレスＬＥＡまで読みだす。この後は、ループスタートアドレスＬＳＡ→ループエンドアドレスＬＥＡ間を繰り返して読み出すことにより長時間の読み出しを可能にしている。また、モジュレーション波形データは楽音信号を変調等するための波形であるため、主として単純なものが記憶されており、正弦波や図７に示すようなものが記憶される。
【００２５】
ＳＣＰＵプログラム，ボイスデータ，モジュレーションデータはゲームソフトカートリッジ３のセット時にＭＣＰＵ１０によって書き込まれる。ＳＣＰＵ１２は、ＭＣＰＵ１０の指示に基づき、ＳＣＰＵプログラムを読み出すことによって、該指示に応じた動作を実行する。ＰＣＭ回路２３は、ＳＣＰＵ１２の指示に基づいてＰＣＭ波形データを読み出すことによってディジタル低周波信号を形成する。ディジタル楽音信号は、以後の回路として音声信号または効果信号として用いられる。ＰＣＭ回路２３は、３２の時分割チャンネルを有しており、３２種類のディジタル低周波信号を独立して形成可能である。
【００２６】
ＰＣＭ回路２３が形成したディジタル低周波信号のうち、音声信号はＤＳＰ２４に入力されるか、または、出力ミキシング回路ＯＭＩＸ２５に直接入力される。また、モジュレーション信号はＤＳＰ２４に入力され、効果用の係数として用いられる。なお、一般的には、ボイス波形データを読み出して形成された信号が音声信号として用いられ、モジュレーション波形データを読み出して形成された信号がモジュレーション信号として用いられるが、これらの区別を無視して用いることも自由であり、これにより特殊な効果音を発生することもできる。さらに、ＤＳＰ２４には外部入力端子が設けられており、前記外部音源１８から音声信号またはモジュレーション信号を入力することもできる。
【００２７】
ＤＳＰ２４は、入力された音声信号に対してモジュレーション、フィルタリングあるいはピッチチェンジなどの種々の効果を付与して出力ミキシング回路ＯＭＩＸ２５に出力する回路である。音声信号にこのような効果を付与するため、ＤＳＰ２４は同じくディジタル低周波信号であるモジュレーション信号を入力し、効果付与の係数として用いる。効果が付与されたのちＤＳＰ２４から出力された音声信号は出力ミキシング回路ＯＭＩＸ２５に入力される。出力ミキシング回路ＯＭＩＸ２５は、３２チャンネルの音声信号を２チャンネルのステレオ信号に変換してＤ／Ａ変換回路１６に出力する。
【００２８】
図３は前記ＰＣＭ回路２３の内部構成を示す図である。このＰＣＭ回路２３は、位相発生器３０、アドレスポインタ３１、補間器３２、クリップ回路３３，反転器３４、振幅変調用低周波発振器３５、エンベロープジェネレータ３６、乗算器３７、出力コントローラ３８からなっている。なお、以下に説明する動作は、時分割で３２チャンネル分並行に行われている。
【００２９】
位相発生器３０にはＳＣＰＵ１２から音名に対応するＦＮＳデータおよびオクターブデータＯＣＴがセットされる。位相発生器３０は、これらのデータに基づいて所定のサンプリング周期（たとえば３２ｋＨｚ）毎に位相データを発生出力する。この位相データはアドレスポインタ３１に入力される。アドレスポインタ３１には、ＰＣＭ波形データを指定するデータとしてスタートアドレスＳＡ，ループスタートアドレスＬＳＡ，ループエンドアドレスＬＥＡがＳＣＰＵ１２から入力される。アドレスポインタ３１は位相発生器３０から入力された位相データに基づいてアドレスの歩進量を決定し、小数部を含むアドレスデータを出力する。小数部データＦＲＡは補間器３２に出力され、この小数部を挟む２つの整数アドレスＭＥＡはメモリコントローラ２１を介してＤＲＡＭ１３に出力される。
【００３０】
入力された２つの整数アドレスＭＥＡによってＤＲＡＭ１３から隣接する２つのＰＣＭ波形データが読み出される。ＤＲＡＭ１３から読みだされたＰＣＭ波形データはメモリコントローラ２１を介して補間器３２に入力される。補間器３２は、入力された２個のＰＣＭ波形データをアドレスポインタ３１から入力された小数部データＦＲＡの値に応じて補間することにより該サンプリングタイミングのディジタル低周波信号を形成する。補間器３２はこのデータをクリップ回路３３に入力する。クリップ回路３３は、補間器３２から入力されるディジタル低周波信号とオール“０”データとのセレクタであり、ＳＣＰＵ１２から入力されるセレクト信号ＳＳＣＴＬによって何れか一方が選択出力される。ＳＳＣＴＬが“０”のときは補間器３２から入力されたディジタル低周波信号がそのまま次段の反転器３４に出力され、ＳＳＣＴＬが“１”のときは次段の反転器３４にオール“０”のデータが出力される。
【００３１】
ここで、ディジタル低周波信号は複数ビット（例えば１６ビット）のデータで構成されており、この各ビットデータをそれぞれ個別のＸＯＲ回路に入力しＳＰＣＴＬ信号でそのビットを反転するため、反転器３４は図６に示す構成の回路からなっている。ＳＰＣＴＬはＳＣＰＵ１２から入力される２ビットの信号である。ＸＯＲ回路の２つの入力端子にはディジタル低周波信号およびＳＰＣＴＬデータが入力される。ＸＯＲ回路のうちディジタル低周波信号の符号ビット（最上位ビット）が入力されるＸＯＲ回路にはＳＰＣＴＬの上位ビットが入力され、数値（振幅）データビット（最上位ビット以外の全ビット）が入力されるＸＯＲ回路にはＳＰＣＴＬの下位ビットが入力される。ＳＰＣＴＬのビットが“０，０”であれば入力されたディジタル低周波信号のデータはそのまま出力され、ＳＰＣＴＬのビットが“１，０”であれば入力されたディジタル低周波信号は符号のみ反転されて出力される。また、ＳＰＣＴＬのビットが“０，１”であれば入力されたディジタル低周波信号は数値を反転して出力され、ＳＰＣＴＬのビットが“１，１”であれば入力されたディジタル低周波信号は符号，数値とも反転して出力される。
【００３２】
反転器３４から出力されたディジタル低周波信号（直流信号の場合を含む）は、乗算器３７に入力される。乗算器３７には、この他に振幅変調用低周波発振器（ＡＬＦＯ）３５およびエンベロープジェネレータ（ＥＧ）３６が接続されている。ディジタル低周波信号として通常の楽音信号が入力される場合には、この乗算器３７により、振幅変調やエンベロープ波形の付与が行われる。一方、後段のＤＳＰ２４でＡＬＦＯ３５の発生する低周波信号やＥＧ３６の発生するエンベロープ波形をそのままの形態でモジュレーション信号として使用したい場合には、ディジタル低周波信号の値を直流的に固定して乗算器３７に入力することにより、他方から入力されるＡＬＦＯ３５またはＥＧ３６の波形をこの乗算器３７からそのまま出力することができる。
【００３３】
したがって、乗算器３７に入力されるＡＬＦＯ３５またはＥＧ３６の波形をそのままの形態で乗算器３７から出力しようとする場合には、例えばＳＳＣＴＬを“１”に設定し、ＳＰＣＴＬを“０，１”に設定すればよい。このようにすることにより、クリップ回路３３の出力は“０，０，…”に固定（クリップ）され、反転器３４の出力は最大値“０，１，…”に固定される。この固定値と振幅変調用低周波発振器（ＡＬＦＯ）３５の出力とエンベロープジェネレータ（ＥＧ）３６の出力とが乗算されることにより、振幅変調用低周波発振器（ＡＬＦＯ）３５またはエンベロープジェネレータ（ＥＧ）３６から入力される値をそのままの形態で出力する。
【００３４】
したがって、乗算器３７においては、以下のような処理が行われる。
ディジタル低周波信号として楽音の音声信号が入力され、ＡＬＦＯ３５から低周波信号が入力された場合には、入力された音声信号が低周波信号によって変調される。
ディジタル低周波信号として楽音の音声信号が入力され、ＥＧ３６からエンベロープ波形が入力された場合には、入力された音声信号にエンベロープ波形が乗算され、エンベロープに応じた音量変化が付加される。
また、後段のＤＳＰ２４で単純な低周波信号やＥＧ波形をモジュレーション用に用いる場合には、低周波信号を固定値にクリップしてＡＬＦＯ３５が発生した低周波信号やＥＧ３６が発生したＥＧ波形をそのままの形態で出力する。ディジタル低周波信号として効果用のモジュレーション信号が入力された場合、ＡＬＦＯ３５およびＥＧ３６を実質的にＯＦＦしてモジュレーション信号をそのまま出力する。
【００３５】
なお、上記ＡＬＦＯ３５，ＥＧ３６は従来より一般的な構成の回路である。ＡＬＦＯ３５は、ＳＣＰＵ１２から入力される周波数データＬＦＯＳ，波形指定データＬＦＯＷＳ，影響度データ（振幅データ）ＬＦＯＡに基づいて例えば正弦波や図７に示すような波形の低周波信号を発生する。ＥＧ３６にはＳＣＰＵ１２からアタックレートＡＲ，第１ディケイレートＤ１Ｒ，第２ディケイレートＤ２Ｒ，リリースレートＲＲが入力され、図８に示すようなエンベロープ波形データを発生して出力する。なお、ＰＣＭ波形データにはアタック部（スタートアドレスＳＡからループスタートアドレスＬＳＡの間）のみエンベロープを含む波形を記憶したものがあるが、このようなＰＣＭ波形データを読み出す場合にはアタック部として最大値を出力し、同図破線で示すようなエンベロープを形成する。
【００３６】
乗算器３７から出力された信号データは出力コントローラ３８でその出力先を指示され、ＤＳＰ２４または出力ミキシング回路２５に出力される。
【００３７】
なお、位相発生器３０にＡＬＦＯ３５が発生する低周波信号またはＤＲＡＭ１３から読み出された変調用信号を入力して読み出し位相を揺るがせることにより、補間器３２から出力されるディジタル低周波信号にＦＭ変調を掛けることもできる。
【００３８】
図４は前記音源ＬＳＩ１１に内蔵されているＤＳＰ２４のブロック図である。このＤＳＰ２４は、前記ＰＣＭ回路２３からのディジタル低周波信号を１６チャンネル分入力することができ、また、外部から入力されるディジタル音声信号を２チャンネル入力することができる。ＤＳＰ２４は、これら入力信号を音声信号として遅延やフィルタリングなどの所定の処理を施したのち、出力ミキシング回路２５に出力する。また、入力されたディジタル低周波信号を音声信号として処理・出力するのみならずモジュレーション信号として、すなわち、他の音声信号に効果を付与するための係数として用いることもできる。なお、ＰＣＭ回路２３は３２チャンネル構成であるのに対してこのＤＳＰ２４の入力部は１６チャンネル分のレジスタしか有していない。これは仕様の問題ではあるが、ＰＣＭ回路２３から直接出力ミキシング回路２５に出力される音声信号もあるため実用上はこれで十分である。
【００３９】
ＤＳＰ２４は、前記ＰＣＭ回路２３から入力したディジタル低周波信号を記憶するためのレジスタとして１６ワードのＭＩＸＳレジスタ４１を備えるとともに、外部音源１８から入力されるディジタル音声信号を記憶するためのレジスタとして２ワードのＥＸＴＳレジスタ４２を備えている。また、ＤＲＡＭ１３のリングバッファから読み出されたデータを再度このＤＳＰで処理するために一時記憶する３２ワードのＭＥＭＳレジスタ４３も備えている。これらのレジスタＭＩＸＳ４１，ＥＸＴＳ４２，ＭＥＭＳ４３は、それぞれレジスタ４５およびセレクタ４８に接続されている。レジスタ４５は、変調信号（モジュレーション信号）である係数データを被変調信号である音声信号のタイミングと同期して乗算器４９に入力するために一時記憶する回路である。セレクタ４８は、乗算器４９に入力する音声信号を選択するための回路である。これらレジスタ４５およびセレクタ４８に入力するデータを種々に組み合わせることにより、音声信号に対して極めて多様な効果を付与することができる。
【００４０】
レジスタ４５およびセレクタ４８に入力するデータの組み合わせ例を図９に示す。同図（Ａ）は、ＰＣＭ回路２３から入力されＭＩＸレジスタに記憶されている２つのディジタル低周波信号の一方を音声信号（被変調信号）として用い、他方をモジュレーション信号（変調信号）として用いる場合を示している。また、同図（Ｂ）は、ＰＣＭ回路２３から入力されＭＩＸレジスタ４１に記憶されている１つのデータをモジュレーション信号として用い、外部音源１８から入力されＥＸＴＳレジスタ４２に記憶されているディジタル音声信号を音声信号として用いる場合を示している。なお、この図ではセレクタ４８を省略している。
【００４１】
このＤＳＰ２４はマイクロプログラムメモリ４０に記憶されているマイクロプログラムに従って２５６ステップの動作を繰り返し実行するが、上述のレジスタ４１，４２，４３のいずれのデータをレジスタ４５またはセレクタ４８に入力するかはマイクロプログラムにより任意に設定することができる。
【００４２】
ＤＲＡＭアドレス作成部４４は、ＤＲＡＭ１３のリングバッファをアクセスする（書込／読出）アドレスを作成してメモリコントローラ２１に出力する。メモリコンロトーラ２１は、このアドレスでＤＲＡＭ１３をアクセスしてリングバッファで遅延させるデータの書き込み／読み出しを行う。また、上述したように乗算器４９は、音声信号に対して係数を乗算することにより、その音声信号に種々の効果を与える回路である。前記レジスタ４１，４２，４３またはＴＥＭＰ−ＲＡＭ５３の記憶内容から１つの信号データが音声信号として入力される。ＴＥＭＰ−ＲＡＭ５３はこのＤＳＰ２４で一旦処理が施された音声信号を短時間遅延したのちフィードバックするためのＲＡＭである。この選択は、マイクロプログラムによるレジスタの選択およびセレクタ４８の設定によって行われる。一方、係数の選択はセレクタ４７が行う。セレクタ４７には、前記レジスタ４５，固定係数レジスタ４６が接続されているとともに、“０００‥‥１”（すなわち１０進数の１）が入力されている。これらのなかから１つが選択され乗算係数として乗算器４９に入力される。レジスタ４５が選択された場合には、セレクタ４８から入力される音声信号に対してＰＣＭ回路２３が発生した低周波信号による変調の効果を付与することができる。係数レジスタ４６が選択された場合には、音声信号に係数レジスタ４６に記憶された係数に対応した変調が施される。また、“０００‥‥１”が選択された場合には、入力された音声信号がそのまま次段に出力される。
【００４３】
乗算器４９から出力された音声信号は加算器５０に入力される。加算器５０で所定の加算係数を加算された音声信号は、１クロックディレイ５１→シフト回路５２を経てこのＤＳＰ２４から出力される。前記加算係数は、セレクタ５４により、１クロックディレイ５１の出力値，ＴＥＭＰ−ＲＡＭ５３で遅延されたデータまたはオール“０”のなかからセレクタ５４が１つを選択して加算器５０に入力する。なお、前記１クロックディレイ５１は、入力されたデータを１サンプリングクロック分遅延させて出力する回路である。シフト回路５２は、入力データを所定桁（外部からセットされる）シフト（ｎ乗に相当）して出力する回路である。また、ＴＥＭＰ−ＲＡＭ５３は、シフト回路５２から出力された信号を短時間遅延したのち、前記乗算器４９または加算器５０に戻すための一時記憶メモリである。すなわち、ＤＲＡＭ１３のリングバッファでは長時間（１０ｍｓ〜１ｓ程度）の遅延を行い、ＴＥＭＰ−ＲＡＭ５３ではそれ以下の短時間の遅延を行う。
【００４４】
このＤＳＰ２４では、リングバッファ，１ビットディレイ５１，テンプＲＡＭ５３による遅延、乗算器４９による乗算、加算器５０による加算、シフト回路５２によるシフトによって種々の効果を付与することができる。また、前記乗算器４９で音声信号に乗算係数を乗算する場合において、音声信号の選択および乗算係数の選択は、ＰＣＭ回路２３から入力されたディジタル低周波信号、外部音源１８から入力されたディジタル信号およびリングバッファで遅延された信号のなかから任意に選択することができるため、非常に自由度の高いＤＳＰ効果の付与が可能になる。
【００４５】
このように、ＤＳＰにより音源部の出力をＤＳＰの変調演算に利用することができるため、幅広い楽音の効果処理をすることができる。また、ＤＲＡＭ１３に変調波形を記憶しておくことにより、一般的な変調をＰＣＭ波形データの読み出しによって実行することができる。
【００４６】
【発明の効果】
この発明によれば、音声信号発生手段が発生した音声信号を効果付与回路に対して効果を付与するための効果信号として供給するようにしたことにより、効果信号を発生する手段を別に設ける必要がなくなりハード構成を軽減することができる。
【００４７】
また、音声信号発生手段が発生した複数の音声信号のうち１つのの音声信号を音声信号として入力し他の１つの音声信号を効果信号として入力することにより、１つの音声信号を他の音声信号で効果付与して出力することができ、構成を簡略化することができ、また、音声信号を効果付与に用いることにより、複雑な効果付与を実現することができる。
【００４８】
また、この場合において、音声信号発生手段が時分割で複数の音声信号を発生している場合には、一方の音声信号を他方の音声信号と同期するまで記憶しておき、一方を音声信号，他方を効果信号として同時に用いることができる。
【００４９】
また、音声信号を直流値にクリップしてエンベロープ波形や低周波信号をそのまま出力し、このエンベロープ波形や低周波信号が効果付与手段に効果信号として入力することにより、音声信号発生手段が元より有している機能を用いて、他の音声信号に対して効果を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例である音源用ＬＳＩが適用されるゲーム機のブロック図
【図２】同音源用ＬＳＩのブロック図
【図３】同音源用ＬＳＩのＰＣＭ回路のブロック図
【図４】同音源用ＬＳＩのＤＳＰのブロック図
【図５】同音源用ＬＳＩに接続されるＤＲＡＭの内部構成図
【図６】前記ＰＣＭ回路内の反転器の構成図
【図７】前記ＤＲＡＭに記憶されている変調用波形の例を示す図
【図８】前記ＰＣＭ回路が発生するエンベロープの例を示す図
【図９】前記ＤＳＰ回路におけるレジスタの結線の例を示す図[0001]
[Industrial applications]
The present invention provides a sound source device that can generate a sound signal such as a musical sound or a sound effect, and can apply various sound effects such as modulation or pitch change to the sound signal and output the sound signal.And audio signal forming methodAbout.
[0002]
[Prior art]
At present, a sound source device is built in a video game machine, and audio data stored in a game cartridge (ROM) or a CD-ROM is read into a RAM inside the game machine, and the data is read in accordance with the progress of the game. By reading the sound, a sound effect or BGM (musical sound) of the game is generated.
[0003]
By the way, various sound effects such as modulation are applied to sound effects and BGM of a video game in order to enhance the atmosphere of the game. In order to provide such an effect, a coefficient for determining the degree of the effect or changing the degree of the effect over time is required.
[0004]
In a conventional sound source device, an LFO or a modulation signal generating circuit is provided exclusively for forming a sound effect, and a coefficient is generated.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional tone generator requires such a dedicated hardware circuit, and thus has a disadvantage that the circuit becomes complicated and the LSI becomes large in size and the cost increases. Furthermore, it is difficult to give a complicated effect, and there is a limit in changing the effect for each game.
[0006]
According to the present invention, by using a signal generated by a circuit for generating an audio signal as a modulation signal as it is, a circuit for forming a sound effect can be simplified, and the content and degree of the effect can be variously changed. Sound source deviceAnd audio signal forming methodThe purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides an audio signal generating means for generating a plurality of audio signals, an effect applying means for inputting an audio signal and an effect signal, and applying an effect using the waveform of the effect signal to the audio signal; At least one of the plurality of audio signals generated by the means is supplied as an audio signal to the effect applying means, and at least one of the other plurality of audio signals is supplied as an effect signal to the effect applying means. And a signal selection unit that performs the operation.
Also, in the present invention, the sound signal generating means is constituted by means for generating a plurality of sound signals in a time-division manner, and the effect applying means includes a sound signal input from the sound signal generating means and an effect signal. A means for temporarily storing at least one of them is provided.
[0008]
According to the present invention, the audio signal generating means comprises means for generating an audio signal by reading out waveform data, and voice waveform data for generating an audio signal to be supplied as an audio signal to the effect applying means; A single memory is provided which stores modulation waveform data for generating an audio signal to be supplied as an effect signal to the applying means.
[0009]
The present invention is characterized in that the signal selecting means further includes means for supplying, as an effect signal, an externally input signal to the effect applying means instead of the audio signal generated by the audio signal generating means. I do.
[0010]
The present invention is characterized in that the signal selecting means further includes means for supplying an externally input signal as an audio signal to the effect applying means instead of the audio signal generated by the audio signal generating means. .
[0011]
According to the present invention, the audio signal generating means includes a basic signal generating means for generating a basic audio signal, a signal control waveform generating means for generating an amplitude control waveform for controlling the amplitude of the basic audio signal, Multiplication means for controlling the amplitude by multiplying the amplitude control waveform, and DC signal generation means for inputting a signal fixed to a DC level to the multiplication means in place of the basic audio signal. And
[0012]
According to the present invention, a plurality of audio signals are generated by the same audio signal forming unit, and at least one of the plurality of audio signals is supplied to an effect applying unit as a target audio signal, and the other plurality of audio signals are supplied. At least one of the audio signals is supplied as an effect signal, and the effect applying means applies an effect using the waveform of the effect signal to the audio signal.
[0013]
[Action]
In the present invention,An audio signal generating means generates an audio signal. This audio signal is usually output as audio. At this time, effects such as reverberation, timbre change, and modulation are applied to the sound by the effect applying unit. here,soundThe voice signal generated by the voice signal generating means issoundThe voice signal is supplied to the effect applying circuit as an effect signal serving as a parameter for applying an effect to the voice signal. As a result, it is not necessary to provide a means (for exclusive use) for generating an effect signal, and the hardware configuration can be simplified.
[0014]
Also,The inventionThen, the audio signal generating means generates a plurality of audio signals, inputs at least one audio signal to the effect applying means as an audio signal, and inputs at least one other audio signal as an effect signal. With this, the effect imparting means can use at least two audio signals input from the audio signal generating means, control the effect imparting of one audio signal with another audio signal, and output the effect, and therefore, it is necessary to provide a dedicated circuit. Therefore, the configuration can be simplified, and a complex effect can be provided by using an audio signal for effect addition.
[0015]
In this case, when the audio signal generating means generates a plurality of audio signals in a time-division manner, one audio signal is stored until it is synchronized with the other audio signal, and one of the audio signals is stored as an audio signal. The other can be used simultaneously as an effect signal.
[0016]
Also,In the present invention,The audio signal generating means converts the basic audio signal into an envelope waveform or a low-frequency signal.Control the amplitude by multiplyingOutput as audio signal.As described above, the envelope waveform and the low-frequency signal are usually used for controlling the amplitude of the audio signal in the audio signal generating means.In this invention, the audio signal generating means converts the audio signal into a DC value.By fixingEnvelope waveforms and low frequency signalsWaveformAs it isAs an audio signalOutputIt is possible,The envelope waveform and the low frequency signal are input to the effect applying means as an effect signal. The effect applying means applies an effect to another audio signal using the signal waveform. This makes it possible to add effects to other audio signals by using the function originally provided by the audio signal generating means.
[0017]
Further, the audio signal generating means is configured as a waveform memory type sound source, and the waveform memory is provided with a voice waveform data storage area mainly used for generating an audio signal and a modulation waveform data storage area mainly used for generating an effect signal. Accordingly, both the output of the audio signal and the output of the effect signal can be performed using the waveform generated by the audio signal generation means. As the modulation waveform stored in the modulation waveform data storage area, for example, a simple waveform such as a rectangular wave or a sawtooth wave is applied.
[0018]
Furthermore, an audio signal input to the effect applying means can be taken in from the outside, and in this case, an effect can be applied to an externally input audio signal by a signal generated by the audio signal generating means. . In addition, the effect of the pitch change can be imparted to the audio signal fetched from outside by this effect imparting means.
[0019]
【Example】
FIG. 1 is a configuration diagram of a video game machine to which a sound source LSI according to an embodiment of the present invention is applied.
A display 4 and a speaker 5 are connected to the game machine body 1. As the display 4 and the speaker 5, those built in a television receiver can be used. In addition to the display 4 and the speaker 5, a game cartridge 3 having a built-in ROM 19 storing a game program and a controller 2 operated by a player for playing a game are connected to the game machine body 1. The controller 2 is connected to the game machine main body 1 via a cable or the like, and the game cartridge 3 is inserted into a slot provided in the game machine main body 1.
[0020]
The game machine body 1 has a built-in main CPU (MCPU) 10, which controls the operation of the entire apparatus such as the progress of a game. The controller 2, the ROM 19 in the game cartridge 3, the display controller 14 for display control, and the sound source LSI 11 for generating sound effects and BGM are connected to the MCPU 10. The sound source LSI 11 is connected to a sound CPU (SCPU) 12 for tone generation control, a DRAM 13 for storing programs of the SCPU 12 and PCM waveform data, and a D / A conversion circuit 16 for converting generated musical sound data into analog musical sound signals. ing. The speaker 5 is connected to the D / A conversion circuit 16. The sound source LSI 11 has an external input terminal, and it is also possible to connect an external sound source device 18 from outside and input digital audio data. The display controller 14 is connected to a VRAM 15 for storing screen display data and the display 4.
[0021]
When the game cartridge 3 is set in the game machine main body 1 and the power of the game machine is turned on, the MCPU 10 first reads predetermined screen data and sends the screen data to the display controller 14, and a program for generating sound effects and BGM. The PCM waveform data is written to the DRAM 13. Thereafter, the game is started by the operation of the controller 2, and the rewriting of the screen data, the sound effect, and the generation of the BGM are performed as the game progresses. The progress control of the game, that is, the rewriting of the screen data is directly controlled by the MCPU 10. The MCPU 10 instructs the SCPU 12 to generate a sound effect and BGM, and specific synthesis of the audio signal is performed by the SCPU 12 based on a program written in the DRAM 13 and PCM waveform data.
[0022]
FIG. 2 is an internal block diagram of the sound source LSI 11. In the sound source LSI 11, the PCM circuit 23 sequentially reads out the PCM waveform data stored in the DRAM 13 (see FIG. 1) to form digital low-frequency signals such as an audio signal and a modulation signal. As described above, each time the game cartridge 3 is set in the slot and the power is turned on, new data is written from the internal ROM 19 to the DRAM 13. Thereby, unique sound effects and BGM that are different for each game are generated. The MCPU 10 and the SCPU 12 are connected to the DRAM 13 via a memory controller 21 and a CPU interface 20, and the PCM circuit 23 and the DSP 24 in the sound source LSI 11 are connected via the memory controller 21. The MCPU 10, the SCPU 12, the PCM circuit 23, and the DSP 24 can access the DRAM 13 while sharing time. A register 22 is connected to the CPU interface 20. The register 22 temporarily stores data set by the MCPU 10 and the SCPU 11 in the PCM circuit 23 and the DSP 24 or data indicating data to be set.
[0023]
Here, the internal configuration of the DRAM 13 will be described with reference to FIG. The DRAM 13 stores an SCPU program defining the operation of the SCPU 12 and PCM waveform data, and sets a DSP ring buffer. The PCM waveform data includes voice waveform data for generating a tone signal for BGM and a sound effect, and modulation waveform data read for use as a modulation waveform and a parameter for imparting an effect. Since a plurality of types of voice waveform data and modulation waveform data are stored, a plurality of storage areas are respectively set. The DSP ring buffer area is used by the DSP 24 to delay the audio signal data and to provide effects such as filtering and modulation.
[0024]
Here, as the voice waveform data, for example, data of sampled sound effects and musical instrument sounds are stored, but since such sounds may be continuously generated for a long time, loop reading is possible. As described above, the start address SA, the loop start address LSA, and the loop end address LEA are stored for each voice data. When reading out the voice data, first, the reading is started from the start address SA, and is read up to the loop end address LEA. Thereafter, by repeatedly reading between the loop start address LSA and the loop end address LEA, long-time reading is enabled. Further, the modulation waveform data is a waveform for modulating a tone signal and the like, and therefore mainly stores simple data such as a sine wave and data as shown in FIG.
[0025]
The SCPU program, voice data, and modulation data are written by the MCPU 10 when the game software cartridge 3 is set. The SCPU 12 reads out the SCPU program based on the instruction of the MCPU 10 and executes an operation according to the instruction. The PCM circuit 23 forms a digital low-frequency signal by reading out PCM waveform data based on an instruction from the SCPU 12. The digital tone signal is used as an audio signal or an effect signal as a subsequent circuit. The PCM circuit 23 has 32 time division channels, and can independently form 32 types of digital low frequency signals.
[0026]
Of the digital low-frequency signals formed by the PCM circuit 23, the audio signal is input to the DSP 24 or directly to the output mixing circuit OMIX25. The modulation signal is input to the DSP 24 and used as an effect coefficient. In general, a signal formed by reading voice waveform data is used as an audio signal, and a signal formed by reading modulation waveform data is used as a modulation signal. You can also create special sound effects. Further, the DSP 24 is provided with an external input terminal, and can input a voice signal or a modulation signal from the external sound source 18.
[0027]
The DSP 24 is a circuit that imparts various effects such as modulation, filtering, or pitch change to an input audio signal and outputs the signal to an output mixing circuit OMIX25. In order to provide such an effect to the audio signal, the DSP 24 inputs a modulation signal, which is also a digital low-frequency signal, and uses it as a coefficient for effect addition. The audio signal output from the DSP 24 after the effect is added is input to the output mixing circuit OMIX25. The output mixing circuit OMIX25 converts the audio signal of 32 channels into a stereo signal of 2 channels and outputs it to the D / A conversion circuit 16.
[0028]
FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of the PCM circuit 23. The PCM circuit 23 includes a phase generator 30, an address pointer 31, an interpolator 32, a clip circuit 33, an inverter 34, a low-frequency oscillator 35 for amplitude modulation, an envelope generator 36, a multiplier 37, and an output controller 38. . The operations described below are performed in parallel on 32 channels in a time-division manner.
[0029]
The FNS data and the octave data OCT corresponding to the pitch name are set in the phase generator 30 from the SCPU 12. The phase generator 30 generates and outputs phase data at a predetermined sampling cycle (for example, 32 kHz) based on these data. This phase data is input to the address pointer 31. A start address SA, a loop start address LSA, and a loop end address LEA are input from the SCPU 12 to the address pointer 31 as data designating PCM waveform data. The address pointer 31 determines the increment of the address based on the phase data input from the phase generator 30, and outputs address data including a decimal part. The decimal part data FRA is output to the interpolator 32, and two integer addresses MEA sandwiching the decimal part are output to the DRAM 13 via the memory controller 21.
[0030]
Two adjacent PCM waveform data are read from the DRAM 13 by the two input integer addresses MEA. The PCM waveform data read from the DRAM 13 is input to the interpolator 32 via the memory controller 21. The interpolator 32 forms a digital low-frequency signal at the sampling timing by interpolating the two input PCM waveform data according to the value of the fractional part data FRA input from the address pointer 31. The interpolator 32 inputs this data to the clip circuit 33. The clip circuit 33 is a selector for the digital low-frequency signal input from the interpolator 32 and all “0” data, and one of them is selectively output according to the select signal SSCTL input from the SCPU 12. When SSCTL is "0", the digital low-frequency signal input from the interpolator 32 is directly output to the next inverter 34, and when SSCTL is "1", the next inverter 34 is all "0". Is output.
[0031]
Here, the digital low-frequency signal is composed of a plurality of bits (for example, 16 bits) of data. Each bit data is input to an individual XOR circuit, and the bit is inverted by the SPCTL signal. It consists of a circuit having the configuration shown in FIG. SPCTL is a 2-bit signal input from the SCPU 12. A digital low frequency signal and SPCTL data are input to two input terminals of the XOR circuit. The upper bit of SPCTL is input to the XOR circuit of the XOR circuit to which the sign bit (most significant bit) of the digital low frequency signal is input, and the numerical value (amplitude) data bit (all bits other than the uppermost bit) is input. The lower bit of SPCTL is input to the XOR circuit. If the SPCTL bit is "0,0", the data of the input digital low-frequency signal is output as it is, and if the SPCTL bit is "1,0", only the sign of the input digital low-frequency signal is inverted. Output. If the SPCTL bit is "0,1", the input digital low-frequency signal is inverted and output. If the SPCTL bit is "1,1", the input digital low-frequency signal is output. Both the sign and the numerical value are inverted and output.
[0032]
The digital low-frequency signal (including the case of a DC signal) output from the inverter 34 is input to the multiplier 37. In addition, the multiplier 37 is connected to a low frequency oscillator for amplitude modulation (ALFO) 35 and an envelope generator (EG) 36. When a normal tone signal is input as a digital low-frequency signal, the multiplier 37 performs amplitude modulation and application of an envelope waveform. On the other hand, when it is desired to use the low-frequency signal generated by the ALFO 35 or the envelope waveform generated by the EG 36 in the DSP 24 at the subsequent stage as it is as a modulation signal, the value of the digital low-frequency signal is DC-fixed and the multiplier 37 is used. , The multiplier 37 can directly output the waveform of the ALFO 35 or the EG 36 input from the other.
[0033]
Therefore, when the waveform of the ALFO 35 or the EG 36 input to the multiplier 37 is to be output from the multiplier 37 as it is, for example, SSCTL is set to “1” and SPCTL is set to “0, 1”. do it. By doing so, the output of the clipping circuit 33 is fixed (clipped) to “0, 0,...”, And the output of the inverter 34 is fixed to the maximum value “0, 1,. The fixed value is multiplied by the output of the amplitude modulation low-frequency oscillator (ALFO) 35 and the output of the envelope generator (EG) 36, thereby obtaining an amplitude modulation low-frequency oscillator (ALFO) 35 or an envelope generator (EG) 36. The value input from is output as it is.
[0034]
Therefore, in the multiplier 37, the following processing is performed.
When an audio signal of a musical tone is input as a digital low-frequency signal and a low-frequency signal is input from the ALFO 35, the input audio signal is modulated by the low-frequency signal.
When an audio signal of a musical tone is input as a digital low-frequency signal and an envelope waveform is input from the EG 36, the input audio signal is multiplied by an envelope waveform, and a volume change according to the envelope is added.
When a simple low-frequency signal or EG waveform is used for modulation in the DSP 24 at the subsequent stage, the low-frequency signal is clipped to a fixed value, and the low-frequency signal generated by the ALFO 35 or the EG waveform generated by the EG 36 is used as it is. Output in form. When an effect modulation signal is input as a digital low frequency signal, the ALFO 35 and the EG 36 are substantially turned off and the modulation signal is output as it is.
[0035]
The ALFO 35 and EG36 are circuits having a more general configuration than before. The ALFO 35 generates, for example, a sine wave or a low-frequency signal having a waveform as shown in FIG. 7 based on the frequency data LFOS, the waveform designation data LFOWS, and the influence data (amplitude data) LFOA input from the SCPU 12. The attack rate AR, the first decay rate D1R, the second decay rate D2R, and the release rate RR are input from the SCPU 12 to the EG 36, and the EG 36 generates and outputs envelope waveform data as shown in FIG. Note that some PCM waveform data stores a waveform including an envelope only in the attack portion (between the start address SA and the loop start address LSA). When such PCM waveform data is read, the maximum value of the attack portion is used. To form an envelope as shown by the broken line in FIG.
[0036]
The output data of the signal data output from the multiplier 37 is specified by the output controller 38 and output to the DSP 24 or the output mixing circuit 25.
[0037]
By inputting the low-frequency signal generated by the ALFO 35 or the modulation signal read from the DRAM 13 to the phase generator 30 and fluctuating the read phase, the digital low-frequency signal output from the interpolator 32 is FM-modulated. Can also be multiplied.
[0038]
FIG. 4 is a block diagram of the DSP 24 built in the sound source LSI 11. The DSP 24 can input 16 channels of digital low frequency signals from the PCM circuit 23, and can input 2 channels of digital audio signals input from the outside. The DSP 24 performs predetermined processing such as delay and filtering on these input signals as audio signals, and then outputs them to the output mixing circuit 25. Further, the input digital low-frequency signal can be used as a modulation signal, that is, not only processed and output as an audio signal, but also as a coefficient for giving an effect to another audio signal. Note that the PCM circuit 23 has a 32-channel configuration, whereas the input section of the DSP 24 has only registers for 16 channels. Although this is a matter of specifications, since there are audio signals directly output from the PCM circuit 23 to the output mixing circuit 25, this is sufficient for practical use.
[0039]
The DSP 24 includes a 16-word MIXS register 41 as a register for storing the digital low-frequency signal input from the PCM circuit 23, and a 2-word register for storing a digital audio signal input from the external sound source 18. EXTS register 42 is provided. Further, a 32-word MEMS register 43 for temporarily storing data read from the ring buffer of the DRAM 13 for processing by the DSP again is provided. These registers MIXS41, EXTS42, and MEMS43 are connected to a register 45 and a selector 48, respectively. The register 45 is a circuit for temporarily storing coefficient data as a modulation signal (modulation signal) so as to be input to the multiplier 49 in synchronization with the timing of an audio signal as a modulated signal. The selector 48 is a circuit for selecting an audio signal to be input to the multiplier 49. By variously combining the data input to the register 45 and the selector 48, it is possible to impart various effects to the audio signal.
[0040]
FIG. 9 shows an example of a combination of data input to the register 45 and the selector 48. FIG. 3A shows a case where one of two digital low-frequency signals input from the PCM circuit 23 and stored in the MIX register is used as an audio signal (modulated signal) and the other is used as a modulation signal (modulated signal). Is shown. FIG. 4B shows a case where one data input from the PCM circuit 23 and stored in the MIX register 41 is used as a modulation signal, and a digital audio signal input from the external sound source 18 and stored in the EXTS register 42 is used. The case where it is used as an audio signal is shown. In this figure, the selector 48 is omitted.
[0041]
The DSP 24 repeatedly executes the operation of 256 steps according to the microprogram stored in the microprogram memory 40. Which of the above-mentioned registers 41, 42, and 43 is input to the register 45 or the selector 48 is determined by the microprogram. Can be set arbitrarily.
[0042]
The DRAM address creation unit 44 creates an address (write / read) for accessing the ring buffer of the DRAM 13 and outputs the address to the memory controller 21. The memory controller 21 accesses the DRAM 13 using this address and writes / reads data delayed by the ring buffer. As described above, the multiplier 49 is a circuit that multiplies the audio signal by a coefficient to give various effects to the audio signal. One signal data is input as an audio signal from the contents stored in the registers 41, 42, 43 or the TEMP-RAM 53. The TEMP-RAM 53 is a RAM for delaying the audio signal once processed by the DSP 24 for a short time and then feeding it back. This selection is made by selecting a register and setting the selector 48 by a microprogram. On the other hand, the selector 47 selects a coefficient. To the selector 47, the register 45 and the fixed coefficient register 46 are connected, and “000 ‥‥ 1” (that is, 1 in decimal) is input. One of these is selected and input to the multiplier 49 as a multiplication coefficient. When the register 45 is selected, the effect of the modulation by the low-frequency signal generated by the PCM circuit 23 can be given to the audio signal input from the selector 48. When the coefficient register 46 is selected, the audio signal is modulated according to the coefficient stored in the coefficient register 46. When "000 @ 1" is selected, the input audio signal is output to the next stage as it is.
[0043]
The audio signal output from the multiplier 49 is input to the adder 50. The audio signal to which the predetermined addition coefficient has been added by the adder 50 is output from the DSP 24 via a one-clock delay 51 → a shift circuit 52. The selector 54 selects one of the output coefficient of the one-clock delay 51, the data delayed by the TEMP-RAM 53 or all “0” by the selector 54, and inputs it to the adder 50. The one-clock delay 51 is a circuit that delays input data by one sampling clock and outputs the data. The shift circuit 52 is a circuit that shifts input data by a predetermined digit (set from the outside) (corresponding to the nth power) and outputs the result. The TEMP-RAM 53 is a temporary storage memory for delaying the signal output from the shift circuit 52 for a short time and then returning the signal to the multiplier 49 or the adder 50. That is, the ring buffer of the DRAM 13 delays for a long time (approximately 10 ms to 1 s), and the TEMP-RAM 53 performs a delay of less than that.
[0044]
In the DSP 24, various effects can be provided by a ring buffer, a one-bit delay 51, a delay by a temp RAM 53, a multiplication by a multiplier 49, an addition by an adder 50, and a shift by a shift circuit 52. When the multiplier 49 multiplies the audio signal by the multiplication coefficient, the selection of the audio signal and the selection of the multiplication coefficient are performed by the digital low-frequency signal input from the PCM circuit 23 and the digital signal input from the external sound source 18. Since the signal can be arbitrarily selected from among the signals delayed by the ring buffer, it is possible to provide the DSP effect with a very high degree of freedom.
[0045]
As described above, since the output of the sound source unit can be used for the modulation operation of the DSP by the DSP, effect processing of a wide range of musical sounds can be performed. Further, by storing the modulation waveform in the DRAM 13, general modulation can be executed by reading out PCM waveform data.
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the audio signal generated by the audio signal generating means is supplied as an effect signal for giving an effect to the effect applying circuit, it is necessary to separately provide a means for generating an effect signal. The hardware configuration can be reduced.
[0047]
In addition, by inputting one audio signal among a plurality of audio signals generated by the audio signal generation means as an audio signal and inputting another audio signal as an effect signal, one audio signal is converted into another audio signal. The effect can be added and output, and the configuration can be simplified. In addition, by using the audio signal for effect addition, a complicated effect can be realized.
[0048]
In this case, when the audio signal generating means generates a plurality of audio signals in a time-division manner, one audio signal is stored until it is synchronized with the other audio signal, and one of the audio signals is stored as an audio signal. The other can be used simultaneously as an effect signal.
[0049]
In addition, the audio signal is clipped to a DC value and the envelope waveform or the low-frequency signal is output as it is, and the envelope signal or the low-frequency signal is input to the effect applying means as an effect signal, so that the audio signal generating means is originally provided. By using the function, the effect can be given to other audio signals.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a game machine to which a sound source LSI according to an embodiment of the present invention is applied;
FIG. 2 is a block diagram of the sound source LSI.
FIG. 3 is a block diagram of a PCM circuit of the tone generator LSI.
FIG. 4 is a block diagram of a DSP of the sound source LSI.
FIG. 5 is an internal configuration diagram of a DRAM connected to the tone generator LSI.
FIG. 6 is a configuration diagram of an inverter in the PCM circuit.
FIG. 7 is a view showing an example of a modulation waveform stored in the DRAM.
FIG. 8 is a diagram showing an example of an envelope generated by the PCM circuit.
FIG. 9 is a diagram showing an example of connection of registers in the DSP circuit.

Claims

Audio signal generating means for generating a plurality of audio signals;
Effect applying means for inputting an audio signal and an effect signal , and applying an effect using the waveform of the effect signal to the audio signal ;
At least one of the plurality of audio signals generated by the audio signal generating means is supplied as an audio signal to the effect applying means, and at least one of the other plural audio signals is supplied to the effect applying means. Signal selection means for supplying as an effect signal ;
A sound source device comprising:

The audio signal generation unit is a unit that generates a plurality of audio signals in a time-division manner, and the effect applying unit temporarily stores at least one of an audio signal input from the audio signal generation unit and an effect signal. The sound source device according to claim 1, further comprising:

The audio signal generating means is means for generating an audio signal by reading out waveform data,
A single memory storing voice waveform data for generating an audio signal to be supplied as an audio signal to the effect applying means and modulation waveform data for generating an audio signal to be supplied as an effect signal to the effect applying means The sound source device according to claim 1 or 2, further comprising:

3. The signal selecting means further comprising means for supplying, as an effect signal, an externally input signal to the effect applying means in place of the audio signal generated by the audio signal generating means. Item 7. The sound source device according to Item 3.

5. The signal selection unit according to claim 1, further comprising: a unit for supplying an externally input signal as an audio signal to the effect applying unit instead of the audio signal generated by the audio signal generation unit. A sound source device according to any of the above.

The audio signal generating means,
Basic signal generating means for generating a basic audio signal;
Amplitude control waveform generating means for generating an amplitude control waveform for controlling the amplitude of the basic audio signal,
Multiplying means for controlling the amplitude by multiplying the basic audio signal by the amplitude control waveform;
DC signal generating means for inputting a signal fixed at a DC level instead of the basic sound signal to the multiplying means,
The sound source device according to any one of claims 1 to 5, further comprising:

A plurality of audio signals are generated by the same audio signal forming means,
Supplying at least one of the plurality of audio signals as a target audio signal to the effect applying means, and supplying at least one of the other plurality of audio signals as an effect signal;
An audio signal forming method, wherein the effect applying means applies an effect using a waveform of the effect signal to the audio signal.