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Die
Erfindung betrifft ein elektronisches Musikinstrument mit mindestens
einer Spieleinheit und mindestens einer Bedieneinheit sowie einem
Prozessor, der von der Spieleinheit und von der Bedieneinheit abgegebene
Informationssignale verarbeitet und an mindestens eine Soundkarte
weiterleitet.
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Ein
derartiges Musikinstrument ist aus WO 98/58 363 A1 bekannt. Ein
Interface oder eine Schnittstelle wird von verschiedenen Eingabegeräten aus
angesteuert, nämlich
einer Tastatur, die allerdings als Schreibmaschinentastatur ausgebildet
ist, einem joy-stick oder Steuerknüppel und einer normalen MIDI-keyboard-Tastatur.
Die Schnittstelle ihrerseits ist mit einem Personalcomputer und
mit einem Klanggenerator verbunden, die ihrerseits einen Verstärker speisen,
der den Klang über
Boxen hörbar macht.
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Ein
derartiges Musikinstrument wird vielfach auch als elektronische
Orgel oder als Keyboard bezeichnet. Als Spieleinheit ist hierbei
ein Manual oder Pedal anzusehen, d.h. die Teile der Orgel, mit denen der
Musiker im wesentlichen die Melodien und Begleitungen spielt. Das
Musikinstrument kann hierbei eine Spieleinheit, beispielsweise bei
einer einmanualigen Orgel, oder mehrere Spieleinheiten, z.B. mehrere
Manuale und ein Pedal, aufweisen. Die Bedieneinheit bzw. die Bedieneinheiten
werden hingegen verwendet, um den "Klang" zu bestimmen, der bei Betätigung der
Spieleinheit erzeugt wird. Hierunter fallen nicht nur Lautstärkeregler,
sondern auch Schalter, Schieber oder ähnliches, die dazu verwendet werden,
unterschiedliche Klangfarben einzustellen. Derartige Klangfarben
sind in einer einfachen Ausgestaltung als "Register" ausgebildet. Aus der Summe der Informationen
von Spieleinheit und Bedieneinheit erzeugt der Prozessor numerische
Eingangssignale für
eine Soundkarte (Klangerzeugungskarte), die diese wiederum in elektrische
Signale umwandelt, mit denen Verstärker oder Aufzeichnungsgeräte angesprochen
werden können.
Die Spieleinheit kann auch anders als mit Tasten aufgebaut sein,
beispielsweise mit Saiten nach Art einer Gitarre.
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Bei
herkömmlichen
Musikinstrumenten ist der Aufbau fest vorgegeben. Änderungen
an der Konfiguration sind nur mit erheblichem Aufwand möglich. Insbesondere
ist es schwierig, Komponenten unterschiedlicher Hersteller miteinander
zu verbinden. Diese sind in der Regel nicht aufeinander abgestimmt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau des Musikinstruments
flexibler gestalten zu können.
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Diese
Aufgabe wird bei einem elektronischen Musikinstrument der eingangs
genannten Art dadurch gelöst,
daß jede
Spieleinheit und jede Bedieneinheit jeweils eine eigene Schnittstelle
aufweist und der Prozessor zumindest beim Booten eine Identifikationsroutine
durchläuft.
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Man
entkoppelt also zunächst
alle Einheiten voneinander und macht sie "autonom". Sowohl das Musikinstrument als auch
die Spieleinheiten und die Bedieneinheit(en) weisen jeweils einen
eigenen Prozessor auf. Hierbei kann der Prozessor von Spieleinheit
und Bedieneinheit wesentlich einfacher ausgebildet sein als der
des Musik instruments, weil er nur weniger Aufgaben zu erledigen
hat. Wenn man nun die Spieleinheit und die Bedieneinheit mit dem
Musikinstrument verbindet, dann "weiß" der Prozessor des Musikinstruments
zunächst
noch nicht, mit welchen Resourcen er arbeiten kann. Dies erfährt er aber, wenn
er beim Starten, beispielsweise beim Einschalten, eine Identifikationsroutine
durchläuft.
Hierbei fragt er alle in Frage kommenden Anschlüsse ab. Unbelegte Anschlüsse identifiziert
er als solche. Ist hingegen ein Anschluß mit einer Tastatur (Spieleinheit) oder
einem Schalterfeld (Bedieneinheit) belegt, dann gibt der dort angeschlossene
Prozessor eine entsprechende Identifikation zurück, so daß der Prozessor nun weiß, welche
Signale von wo zu erwarten und wie zu verarbeiten sind. Gegebenenfalls
muß er sich
die hierzu benötigten
Treiber aus einem Speicher holen, d.h. laden.
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Vorzugsweise
ist zumindest die Schnittstelle jeder Spieleinheit als serielle
Schnittstelle mit MIDI-Protokoll
(im folgenden kurz: "MIDI-Schnittstelle") ausgebildet. Eine
MIDI-Schnittstelle (Musical Information Data Interface) ist weitgehend
normiert, so daß bei
Verwendung einer derartigen Schnittstelle die Austauschbarkeit zwischen
unterschiedlichen Einheiten mit großer Sicherheit gegeben ist.
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Mit
Vorteil ist der Prozessor auf einer Personalcomputer-Hauptplatine
angeordnet, die mit Personalcomputer-Peripheriegeräten oder Steckern für deren
Anschluß verbunden
ist, wobei die Identifikationsroutine alle angeschlossenen Komponenten identifiziert.
Das Musikinstrument ist also sozusagen eine Synthese aus PC (Personalcomputer)
und elektronischer Orgel. Dies hat den großen Vorteil, daß man ein
herkömmliches
PC-System verwenden kann, vorzugsweise ein IBM-kompatibles System, welches
eine hohe Verfügbarkeit
von Systemkomponenten auf dem Markt besitzt. Für den Betrieb des Prozessors
kann ein herkömmliches
Betriebssystem verwendet werden. Die Verbindungen verlaufen über die
Hauptplatine, auch "mother
board" genannt. Dementsprechend
sind nur noch wenige konstruktive Maßnahmen zu treffen, um die
Verbindung mit Spieleinheiten und Bedieneinheiten zu ermöglichen.
Die zusätzlichen
Funktionen können
in der Regel auf Steckkarten untergebracht werden, die auf freie Schlitze
im mother board eingesetzt werden können. Die meisten Betriebssysteme
besitzen die Fähigkeit, diese
zusätzlichen
Komponenten dann anzusprechen, d.h. eine Kommunikation dieser Komponenten mit
dem Prozessor oder mit anderen Komponenten oder Peripheriegeräten zu ermöglichen.
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Hierbei
ist besonders bevorzugt, daß mindestens
ein Peripheriegerät
aus der Gruppe Festplatte, Diskettenlaufwerk, CD-ROM-Laufwerk, Maus, Tastatur,
Netzwerkkarte, Telekommunikationskarte, Drucker, Scanner und Grafikkarte
angeschlossen ist. Alle diese Komponenten sind von herkömmlichen
PC her bekannt. Aufgrund der relativ großen Verfügbarkeit auf dem Markt sind
sie zwischenzeitlich relativ preisgünstig erhältlich. Man kann das Musikinstrument
dann in gewissen Aspekten genauso betreiben, wie einen PC bislang
auch. Über
die Netzwerkkarte wäre
beispielsweise der Betrieb des Musikinstruments in einem lokalen
Netzwerk, beispielsweise einem Ether-Net, möglich, so daß mehrere
Musikinstrumente miteinander kommunizieren können. Ein Musikinstrument kann
dann beispielsweise auf Samples (Klangmuster) zurückgreifen,
die in einem anderen Musikinstrument gespeichert sind. Auch können Rhythmen
oder Takte auf diese Weise synchronisiert werden. Wird eine Telekommu nikationskarte
verwendet, ist sogar eine Kommunikation über das Internet möglich, so
daß die
Musikinstrumente noch nicht einmal räumlich eng benachbart aufgestellt
sein müssen,
sondern durchaus auf unterschiedlichen Kontinenten stehen können. Speichermedien
können
verwendet werden, um zusätzliche Informationen,
beispielsweise neue Klangmuster, etc., bereitzuhalten und in das
Musikinstrument einzuspeisen. Die Maus und die Tastatur können verwendet
werden, um bestimmte Informationen in den Computer einzugeben. Diese
können
dann über
die Grafikkarte an einem Bildschirm angezeigt werden. Damit steigen
die Möglichkeiten
des Musikinstruments drastisch an.
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Vorzugsweise
sind die Spieleinheit und die Bedieneinheit über eine Koordinationseinheit
mit dem Prozessor verbunden, wobei die Koordinationseinheit einen
Bus-Controller aufweist,
der mit einem Bus verbunden ist, an den auch der Prozessor angeschlossen
ist. Auf dem mother board erfolgt die Kommunikation zwischen einzelnen
Komponenten üblicherweise über den
genannten Bus. Die Koordinationseinheit stellt nun die benötigte Anpassung
zwischen der Spieleinheit und der Bedieneinheit einerseits und dem
Bus andererseits zur Verfügung.
Damit ist es nicht mehr notwendig, daß jede Spieleinheit und jede
Bedieneinheit das gleiche Protokoll fahren, das vom Prozessor verstanden
werden kann. Bei der Identifikation der Komponenten kann beispielsweise auch
ermittelt werden, welche Umwandlung die Koordinationseinheit vornehmen
muß. Dieses
Treiberprogramm kann dann geladen werden.
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Mit
Vorteil ist die Spieleinheit über
eine asynchrone, serielle Ein/Ausgabeverbindung mit der Koordinationseinheit
verbunden. Damit kann man eine serielle Datenübertragung zwischen der Spieleinheit und
der Koordinationseinheit sicherstellen, was unter dem Gesichtspunkt
von Störungen
(HF-Einstreuungen, HF-Abstrahlungen) Vorteile bietet. Man kann beispielsweise
QUAD-Channel-UARTs
verwenden, um die Koordinationseinheit mit den Manualen oder dem
Pedal zu verbinden. Hierbei reichen vier Kanäle in der Regel aus.
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Vorzugsweise
weist die Koordinationseinheit einen Abtastratenwandler auf. Für die Anbindung
der verschiedenen klangerzeugenden und -verarbeitenden Komponenten
ist es in der Regel vorteilhaft, eine einheitliche Bitrate einzuführen. Dementsprechend wird,
wie das bei einem normalen PC auch der Fall ist, das gesamte System
durch eine Masterclock-Generator getaktet. Der dort erzeugte Takt
wird an alle weiteren Einheiten weitergegeben. Diese arbeiten jedoch
in der Regel mit unterschiedlichen Bitraten, so daß der Abtastratenwandler
(sample rate converter) die Geschwindigkeiten der verschiedenen
Signale so beeinflußt,
daß sie
gleichzeitig in der für
die Bearbeitung notwendigen Stelle ankommen.
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Auch
ist von Vorteil, daß ein
Zugriegelexpander mit der Koordinationseinheit verbunden ist, der mehrere
Schieberegler aufweist und in Abhängigkeit von der Stellung der
Schieberegler und einem Signal von der Spieleinheit ein aus vorbestimmten
Sinusschwingungen zusammengesetztes Signal errechnet. Damit ist
es möglich,
einen "hammond sound" zu realisieren.
Dieser wird allerdings nicht mehr, wie bei der originalen Hammond-Orgel,
mechanisch erzeugt oder, wie bei späteren elektronischen Orgeln,
durch elektrische Schwingkreise, sondern das Signal wird durch einen
mathematischen Algorithmus nachgebildet. Da hierzu die Rechenleistung
des Prozessors, entweder auf der Hauptplatine oder Zugriegelexpander
selbst, zur Verfügung
steht, ist dies heutzutage ohne weiteres möglich.
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Vorzugsweise
weist die Soundkarte zwei Klangeinheiten auf, von denen die erste
für die
Tonerzeugung und die zweite für
die Mischung von im Betrieb vorhandenen Klanginformationen konfiguriert ist.
Die Aufteilung auf zwei Einheiten kann auch die Aufteilung auf zwei
Karten bedeuten. Wenn man die funktionsmäßige Teilung so, wie dargestellt,
vornimmt, kann man relativ einfache und damit preisgünstige Soundkarten
verwenden, ohne an der Leistungsfähigkeit des Systems Abstriche
machen zu müssen.
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Hierbei
ist besonders bevorzugt, daß die zweite
Klangeinheit jeweils selektiv die ausgehenden Klänge mit Effekten, insbesondere
Hall oder Echo, belegt. Die beiden Soundkarten sind PC-Karten und werden
auf das mother board gesteckt. Hier kann auch noch eine sogenannte "wave table"-Karte angeordnet
sein, die über
die MIDI-Schnittstelle
von der Koordinationseinheit angesprochen wird. Diese wave table-Karte
bearbeitet alle während
des Betriebs auftretenden Schlagzeug- und Begleitautomatik-Funktionen.
Ferner kann sie Klänge
enthalten, die das Klangspektrum des Musikinstruments erweitern.
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Vorzugsweise
arbeitet das Musikinstrument mit einem personalcomputer-tauglichen,
insbesondere multitaskfähigen,
Betriebssystem, das die Klangerzeugung als Programm zur Verfügung stellt. Ein
derartiges Betriebssystem ist derzeit beispielsweise unter dem Namen "Windows 95" erhältlich.
Alternativ kann man auch ein Betriebssystem "Windows CE" oder "Linux" verwenden. Jedes andere Betriebssystem,
das eine entsprechende Kommunikation von Programmen und Komponenten
untereinander ermöglicht,
ist in gleicher Weise verwendbar. Ein derartiges Betriebssystem,
das von Personalcomputern her bekannt ist, hat den Vorteil, daß es sämtliche Kommunikationsvorgänge zwischen
den einzelnen Komponenten des Musikinstruments durchführen und überwachen
kann. Für
das Betriebssystem ist es relativ unerheblich, ob eine Tastatur
oder ein Manual, eine Grafikkarte oder eine Soundkarte angesprochen wird.
Das die Klangerzeugung verwaltende Programm muß lediglich dafür sorgen,
daß die
Ein- und Ausgangsdaten für
das Betriebssystem in der notwendigen Form zur Verfügung stehen.
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Vorzugsweise
ist das Musikinstrument modulartig aufgebaut, wobei für interne
Module Kartensteckplätze
und für
externe Module Steckbuchsen vorgesehen sind. Externe Module sind
beispielsweise Manuale oder Pedale. Interne Module sind beispielsweise
Karten, wie Soundkarten oder Koordinationseinheiten. Da in dem Musikinstrument
lediglich Steckplätze
vorhanden sein müssen,
um die entsprechenden Karten aufzunehmen, die Versorgung der Karten
aber programmäßig gesteuert
werden kann, ist eine außerordentlich
große
Flexibilität
gegeben. Auch bei den Steckbuchsen gilt dies. Wenn die Steckbuchsen
nicht ausreichen, kann vorgesehen sein, daß die einzelnen Leitungsverbindungen
durchgeschleift werden, so daß an
eine Steckbuchse mehr als eine Einheit oder mehr als ein Gerät angeschlossen
werden können.
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Mit
Vorteil weisen die Module serielle Anschlüsse auf. Dies bietet eine hohe
Sicherheit gegenüber
Störungen,
wie sie beispielsweise durch HF-Einstreuungen und Abstrahlungen
entstehen können.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
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1 ein schematisches Blockschaltbild
des Musikinstruments,
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2 ein schematisches Blockschaltbild zum
näheren
Aufbau der Hauptplatine und
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3 ein Blockschaltbild zur
Darstellung der Koordinationseinrichtung.
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1 zeigt in schematischer
Form ein Musikinstrument 1. Dieses weist nach Art eines
Personalcomputers (PC) eine Hauptplatine oder mother board 2 auf,
auf der ein Prozessor 40 (CPU) angeordnet ist. Als Prozessor 40 kommt
beispielsweise ein Pentium I von Intel in Frage, der mit einer Frequenz von
mindestens 133 MHz arbeitet. Vergleichbare Prozessoren sind ebenfalls
verwendbar.
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Auf
dem mother board 2 befinden sich Anschlüsse für eine Festplatte 3,
ein CD-ROM-Laufwerk 4 und ein Diskettenlaufwerk 5,
die ebenfalls im Musikinstrument 1 angeordnet sind. Ferner
befinden sich am mother board 2 externe Anschlüsse für eine Tastatur 6,
eine Maus 7, ein weiteres serielles Gerät 8 sowie eine parallele
Schnittstelle, die für
einen Drucker 9 und/oder einen Scanner 10 benutzt
werden kann.
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Über einen
Bus 11, der als ISA-Bus oder PCI-Bus ausgebildet sein kann,
ist das mother board 2 mit einer Grafikkarte 12 verbunden,
die ihrerseits wiederum mit einem LCD-Display 13 im Musikinstrument 1 und/oder
mit einem externen Bildschirm 14 verbunden ist. Bis dahin entspricht
der Aufbau des Musikinstrumentes dem eines normalen PC. Das Musikinstrument
kann auch als normaler PC betrieben werden. Hierzu wird es mit einem
herkömmlichen
Betriebssystem, beispielsweise Windows 95, Windows CE oder
Linux betrieben. Wenn entsprechende Programme vorhanden sind, kann
eine Textverarbeitung, eine Tabellenkalkulation oder eine Grafikanwendung
ausgeführt
werden.
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Da
es sich aber um ein Musikinstrument handelt, sind zusätzlich zunächst Soundkarten 15, 16 vorgesehen.
Ferner ist eine als Koordinationseinrichtung 17 ausgebildete
ISA-Slot-Karte vorgesehen. Weitere Karten 18, etwa für eine Netzwerkverbindung
oder für
eine Telekommunikationsverbindung, können ebenfalls mit dem Bus 11 verbunden
sein.
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Die
ISA-Slot-Karte 17 ist mit mehreren Spieleinheiten 19 verbunden,
die im vorliegenden Fall als Manuale ausgebildet sind. Jedes Manual
weist eine eigene MIDI-Schnittstelle
auf mit einem eigenen Prozessor, der als kostengünstiger single chipper ausgebildet
sein kann. Natürlich
kann man auch anstelle eines Manuals oder zusätzlichen Pedal vorsehen. Auch
hier ist eine MIDI-Schnittstelle
vorgesehen, deren Hauptbestandteil ein Mikrochip ist, der die entsprechende
Tastaturinformation in MIDI-Signale umwandelt. Dabei werden gleichzeitig
auch Informationen eines Pitch-Wheels bearbeitet, sofern vorhanden.
Die gewonnen Informationen werden dann über serielle Leitungen an die
ISA-Slot-Karte 17 weitergegeben.
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Diese
ISA-Slot-Karte 17 ist ferner mit einer als Bedienfeld ausgebildeten
Bedieneinrichtung 20 verbunden. Hier können Taster, Regler, Zugriegel, etc.
vorhanden sein, um Lautstärke,
Klangfarben oder andere Effekte beeinflussen zu können. Die ISA-Slot-Karte 17 ist
ferner mit einem sogenannten wave table-Karte 21 verbunden
sowie mit einem Zugriegelexpander 22. Die wave table-Karte 21,
die ebenfalls über
eine MIDI-Schnittstelle mit der ISA-Slot-Karte 17 angesprochen
wird, bearbeitet alle während
des Betriebes auftretenden Schlagzeug- und Begleitautomatik-Funktionen.
Ferner enthält
diese Karte 21 Klänge,
die das Klangspektrum des Musikinstruments 1 erweitern.
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Der
Zugriegelexpander 22 ermöglicht es, das Musikinstrument
im Hammond-Sound erklingen zu lassen. Die Anbindung des Zugriegelexpanders 22 an
das System wird durch eine parallele Verbindung zu einem dafür vorgesehenen
Baustein auf der ISA-Slot-Karte 17 realisiert. Der Zugriegelexpander errechnet
aufgrund von Eingangsgrößen Ausgangssignale,
die eine Summe von Sinusfunktionen vorgegebener Ordnungen nachbilden.
Hierzu kann entweder auf den Zugriegelexpander 22 ein entsprechender
Prozessor vorgesehen sein oder der Zugriegelexpander nutzt die Rechenleistung
des Prozessors.
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Schließlich ist
die ISA-Slot-Karte noch mit einer Ein/Ausgabekarte 23 verbunden. Über diese
Karte 23 läßt sich
beispielsweise eine weitere Tastatur 24 ansprechen. Man
kann auch eine Verstärkerstufe versorgen,
die dann einen Kopfhörer 25 oder
einen Lautsprecher 26 beschickt. Über die Ein/Ausgabekarte 23 läßt sich
beispielsweise auch eine externe Klangquelle 27, z.B. ein
Mikrofon in das Musikinstrument einbinden.
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In
einer Minimalkonfiguration des Musikinstruments 1 werden
alle Sounds (Klänge
oder Klangfarben) mit Hilfe von auf Karten eingespeicherten Samples
(Klangmustern) erzeugt und im General MIDI-System abgelegt, welches
unterschiedliche Klangfarben auf festgelegten Kanälen besitzt.
Ferner besteht jedoch die Möglichkeit,
weitere Klänge
oder Sounds durch Klangmuster oder Samples in das System einzubinden,
beispielsweise mit Hilfe der Massen-Datenspeicher 3–5.
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Als
weitere Karte können
herkömmliche PC-Karten
verwendet werden, beispielsweise ISDN- oder Modem-Karten, welche
die Anbindung an das Internet ermöglichen. Eine solche Option
macht es besonders einfach, Update-Vorgänge zu automatisieren. Es ist
auch möglich,
Sounddateien (z.B. MIDI-Dateien) zu laden und auf dem Musikinstrument 1 abzuspielen
oder zu bearbeiten. Weiterhin ist denkbar, daß ähnlich wie bei der schon bestehenden Kommunikation über das
Internet per Bild und Ton (Videokonferenz) der Benutzer mit anderen
Benutzern weltweit zeitgleich spielen oder die Klänge eines anderen
benutzen kann und dabei nur über
die Telefonleitung verbunden ist. Netzwerkkarten ermöglichen
es, die Kommunikation mit anderen PC's am gleichen Standort durchzuführen. Damit
kann man beispielsweise die Verarbeitung von aufwendigeren Sounddateien
auf leistungsstärkere
Computer übertragen.
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Die
Bedieneinrichtung 20 kann einen herkömmlichen Aufbau haben. Man
kann beispielsweise über
Soft-Key-Taster eine Grobauswahl von Klängen oder Rhythmen durchführen. Wenn
das LCD-Display 13 mit einem "touch screen" 28 verbunden ist, dann kann
man über
das LCD-Display 13 eine Feinauswahl durchführen.
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Die
Taster sind in unterschiedlichen Funktionsbereichen zusammengefaßt, beispielsweise Klangfarben,
Rhythmusarten, Rhythmussteuerung (Start, Stop, Fill-in, usw.) oder
Aufnahme- und Abspieleinheit. In jeder Bedieneinheit befindet sich
ein Controller-Baustein, der die Informationen über gedrückte Taster an den Zentralprozessor
weitergibt. Alle Bedieneinheiten 20 (es können auch
mehr als eine vorhanden sein) werden über einen Mikro-Controller-Baustein
den "Bus-Adapter" auf der ISA-Slot-Karte 17 (siehe 2) gesteuert. Dabei werden
die Informationen der einzelnen Einheiten über einen I2C-Bus übertragen.
Der "Bus-Adapter" 29 übernimmt
dabei die Konvertierung dieses seriellen Buses in das für den ISA-Bus
notwendigen parallelen Datenformat. Es ist aber auch jede andere
serielle Verbindung denkbar.
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2 zeigt nun den näheren Aufbau
des mother board 2 mit angeschlossenen Einheiten. Aus der Darstellung
soll auch zu erkennen sein, daß die meisten
bisher besprochenen Einheiten als Steckkarten, beispielsweise ISA-Karten, auf dem mother board
eingesteckt sind. Die ISA-Slot-Karte 17 als
Koordinationseinrichtung weist wiederum selber Steckplätze auf,
auf der einige der bisher besprochenen Einheiten aufgesteckt sind.
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Zusätzlich zu
den bisher besprochenen Einheiten 21, 22 und 29 ist
auf der ISA-Slot-Karte 17 auch noch ein MIDI-Interface 30 angeordnet,
das einerseits mit den Manualen 19a bis 19c und
dem Pedal 19d verbunden ist, andererseits aber auch mit
der Ein/Ausgabe-Karte 23, siehe die dortigen MIDI-IN- bzw.
MIDI-OUT-Buchsen.
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Es
ist ferner zu erkennen, daß die
Soundkarten 15, 16 auf zwei Karten aufgeteilt
sind. Hierbei ist die Soundkarte 15 zuständig für die Tonerzeugung und
die Soundkarte 16 für
die Mischung aller vorhandener Soundinformationen. Die Soundkarte 16 hat neben
dem Mischen die Aufgabe, jeweils selektiv die ausgehenden Klänge mit
Effekten wie Hall, Echo, etc. zu belegen. Die beiden Soundkarten
sind herkömmliche
PC-Karten und werden, wie gesagt, auf das mother board gesteckt.
Sie sind lediglich für
die entsprechende Anwendung konfiguriert. Die Soundkarte 16 versorgt
eine Verstärkerendstufe 31.
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Die
Funktionen der einzelnen Ein- bzw. Ausgänge der Bausteine ergeben sich
aus der Zeichnung.
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Für die Anbindung
der verschiedenen sounderzeugenden und verarbeitenden Komponenten
ist es notwendig, eine einheitliche Bitrate einzuführen. Getaktet
wird das gesamte System durch einen Masterclock-Generator, der sich
beispielsweise direkt an den nicht näher dargestellten A/D- bzw.
D/A-Wandlern auf der Ein/Ausgabe-Karte 23 befindet.
Der dort erzeugte Takt wird an alle anderen Einheiten weiter gegeben,
beispielsweise die Soundkarten 15, 16, den Zugriegelexpander 22 oder
die wave table-Karte 21. Da die einzelnen Karten mit unterschiedlichen
Bitraten arbeiten, ist es notwendig, mit Hilfe eines Sample Rate
Converter 32 die Geschwindigkeiten der verschiedenen Signale
so zu beeinflussen, daß sie
gleichzeitig auf der für
die Mischung zuständigen Soundkarte 16 ankommen.
Der dafür
benötigte
Baustein ist auf der ISA-Slot-Karte 17 angeordnet. Hierbei
sind die notwendigen Leitungsverbindungen so gewählt, daß es nicht durch unterschiedliche
Laufzeiten oder Reflektionen zu Bitratenverschiebungen kommt.
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Das
Zusammenspiel des MIDI-Interface 30 auf der ISA-Slot-Karte 17 mit
den Manualen, Pedalen und Bedienfeldern ist in 3 noch einmal dargestellt. Hierbei beschränkt sich
lediglich die Darstellung auf die angesprochenen Elemente. Das MIDI-Interface
wird gebildet durch zwei QUAD-Channel UART 30a, 30b,
wobei der erste QUAD-Channel UART 30a für eine asynchrone serielle
Ein/Ausgabe von Daten von dem Manualen bzw. Pedal 19a-19d zuständig ist,
die ihre Daten über
MIDI-Controller 33a–33d ausgeben.
Der andere QUAD-Channel UART 30b stellt die Verbindung
zu dem Zugriegelexpander 22 und der Ein/Ausgabekarte 23 sowie
zum Busadapter 29 her, um die Informationen von den Bedieneinheiten 20a, 20b auszuwerten.
Sämtliche
Informationen gelangen über
die MIDI-Schnittstelle 30a, 30b auf einen internen
Bus 34, der beispielsweise als ISA-Bus ausgebildet ist.
Zur Anbindung an den mother board-Bus 11 ist ein ISA-Bus-Controller 35 vorgesehen.
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Das
Musikinstrument bildet nun eine elektronische Orgel, in die ein
Personalcomputer integriert ist. Dementsprechend kann man das Musikinstrument
mit einem herkömmlichen
Betriebssystem betreiben, beispielsweise Windows 95. Damit
ist die Anzahl der verwendbaren Software- und Hardware-Produkte
fast unbegrenzt. In den meisten Fällen ist dadurch auch die Kompatibilität zwischen
den Komponenten gewährleistet.
Die Entwicklung von Treibersoftware ist damit, abgesehen für die ISA-Slot-Karte 17,
nicht notwendig, da es für
praktisch alle am Markt erhältlichen
PC-Karten entsprechende Windows-Treiber-Software bereits gibt. Ferner
kann man auf vorhandene Musikverarbeitungssoftware zurückgreifen.
Wenn das Betriebssystem multitaskingfähig ist, ist dies ein weiterer
Vorteil, da dann während
des Betriebs die Möglichkeit
besteht, verschiedene Anwendungen parallel auszuführen.
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Mit
Hilfe des Betriebssystems läßt sich
auch eine Bedienoberfläche
erstellen, die beispielsweise auf dem Bildschirm dargestellt werden
kann. Darauf werden die Soundeinstellungen, Tempi, Lautstärken und
anderes angezeigt.
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Durch
die Verwendung eines Personalcomputers ist es auch möglich, die
Klänge
in einer Datenbank zu verwalten. In einer sogenannten "Soundliste" sind alle Klänge enthalten,
die mit den eingebauten Soundkarten 15, 16 erzeugt
werden können.
Zusätzlich
sind die soundkartenspezifischen Steuersequenzen vermerkt, mit denen
bestimmte Effekte eingeschaltet werden können (Flanger, Chorus, Equalizer),
d.h. die Liste verweist auch auf die Binärdaten dieser Sequenzen, die üblicherweise
von den Herstellern mitgeliefert werden.
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Durch
die Kombination des Musikinstruments mit einem Personalcomputer
ergeben sich nun eine Reihe von Möglichkeiten, insbesondere bei Verwendung
von externen Geräten.
Beispielsweise kann man mit Hilfe des Monitors 14 Anwendungen, die
auf dem LCD-Display 13 schlecht zu erkennen sind, z.B.
Sequenzer mit extrem vielen Spuren oder Notendarstellung, die Darstellung
auf dem Monitor 14 ablaufen lassen.
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Über die
Ein/Ausgabekarte 23 kann man eine Stereo-Anlage betreiben,
die analoge Klangsignale benötigt.
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Man
kann auch solche PC-Programme betreiben, die eine Texteingabe erfordern.
Hierzu kann die Tastatur 6 angeschlossen werden. Auch die
Maus 7 erleichtert die Bedienung der Programmoberflächen. Der
Drucker kann über
die parallele Schnittstelle angesteuert werden, um beispielsweise
Noten auszugeben, die über
ein geeignetes Programm nach den Tastaturanschlägen erfaßt worden sind. Der Scanner 10 kann
beispielsweise genutzt werden, Noten, die in Schriftform vorliegen
und eingescannt werden, so umzuwandeln, daß sie abgespielt oder auch
verändert
werden können.
Hierzu gibt es geeignete Programme auf dem Markt.
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Das
gesamte Musikinstrument 1 ist PC-kompatibel und besitzt
dadurch eine große
Modularität. Viele
Systemkomponenten sind als Steckkarten ausgebildet oder sind an
Steckbuchsen ansteckbar. Die internen Datenverbindungen werden fast
ausschließlich über serielle
Leitungen vorgenommen, so daß Beeinflussungen
auf dem Gebiet der elektro-magnetischen-Verträglichkeit (EMV) kleingehalten
werden können.