JP3235409B2 - ミュージックシステム、音源および楽音合成方法 - Google Patents
ミュージックシステム、音源および楽音合成方法Info
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Description
自動演奏データを再生するミュージックシステム、音源
および楽音合成方法に関する。
ディスクに記憶されているMIDIデータ等の自動演奏
データを読み出し、該自動演奏データに従って、FM
(Frequency Moduration)音源やWT(Wave Table)音
源等により楽音を生成して発音するミュージックシステ
ムが知られている。
ルコンピュータ等によって構成されるホストシステム
と、該ホストシステムに所定のインターフェースを介し
て接続されたサウンドボードを有するサブシステムとか
ら構成されている。ホストシステムは、プログラムメモ
リに格納されているプログラム(この場合、自動演奏に
関するプログラム)に従って、外部記憶装置であるハー
ドディスクやフロッピーディスクからMIDIデータ等
の演奏データを読み出し、所定のタイミングでサブシス
テムであるサウンドボードへ送出する。
タが格納された波形メモリ(以下、ウエーブテーブルと
いう)を備えており、上記ホストシステムから供給され
る演奏データに基づき、音源LSIによって波形メモリ
から波形データを読み出す。そして、エンベロープ、振
幅等を制御し、D/A変換器によってアナログ信号に変
換した後、アンプ、スピーカ等からなるサウンドシステ
ムにより発音する。
た従来のミュージックシステムでは、楽音合成に係る機
能が全てサウンドボード側にあるため、音色等を増加さ
せるには大容量の波形メモリが必要となり、コストアッ
プにつながるという問題があった。ここで、ホストシス
テム側に着目してみると、ホストシステムであるパーソ
ナルコンピュータには、一般に、大容量のメモリや外部
記憶装置(フロッピーディスク、ハードディスク、CD
−ROM等)が備えられている。
や外部記憶装置を波形メモリとして用いるとともに、楽
音合成の機能を付加することによって、サウンドボード
側の負担を軽減することが考えられる。しかしながら、
この場合、ホストシステム側とサブシステム側とで波形
と音色とを同一にするのが難しく、双方で楽音を統一す
るのが困難である。また、外部記憶装置を波形メモリに
用いようとした場合には、外部記憶装置のアクセス速度
が半導体メモリに比べ非常に遅いので、事実上、波形メ
モリとして使用することができないという問題がある。
として捉えた場合は、波形データを記憶するために大容
量のメモリが必要となるので、この場合も比較的安価な
外部記憶装置を用いることが望まれる。しかしながら、
外部記憶装置のアクセス速度は半導体メモリに比べ非常
に遅いので、結局、音源としての使用には適さないとい
う問題がある。
もので、楽音の統一を図りつつ、ホストシステム側の大
容量メモリを有効的に用いることができるとともに、サ
ブシステムのメモリ容量を削減でき、また、アクセス速
度が遅い大容量メモリを用いても楽音合成できるミュー
ジックシステム、音源および楽音合成方法を提供するこ
とを目的としている。
るために、請求項1記載の発明では、外部から供給され
る波形データを記憶する一時記憶手段と、供給される波
形データに基づいて楽音を合成する第1の楽音合成手段
と、前記第1の楽音合成手段による楽音合成の処理経過
に従って、前記一時記憶手段に格納された波形データを
前記第1の楽音合成手段に順次転送するとともに、外部
から供給される連続した複数個の波形データを前記一時
記憶手段に一括して格納する記憶手段管理手段と、前記
第1の楽音合成手段によって合成された楽音と外部から
供給される外部楽音とを混合する混合手段とを備えるサ
ブシステムと、楽音合成に必要とされる波形データを記
憶する波形記憶手段と、供給される波形データに基づい
て楽音を合成する第2の楽音合成手段と、演奏データを
順次解析するとともに、予め定められた規則に従って前
記第1の楽音合成手段と前記第2の楽音合成手段のいず
れに楽音合成を割り当てるかを決定し、前記第2の楽音
合成手段に割り当てる場合には前記波形記憶手段内の波
形データを前記第2の楽音合成手段に順次供給し、前記
第1の楽音合成手段に割り当てる場合には前記波形記憶
手段内の波形データを前記サブシステムの一時記憶手段
に一括して送出する演奏データ処理手段とを備え、前記
第2の楽音合成手段によって合成された楽音を前記サブ
システムへ前記外部楽音として送出するメインシステム
とを具備することを特徴とする。
供給される波形データを所定のブロック単位で記憶する
一時記憶手段と、供給される波形データに基づいて楽音
を合成する第1の楽音合成手段と、前記第1の楽音合成
手段による楽音合成の処理経過に従って、前記一時記憶
手段に格納されたあるブロックの波形データを前記第1
の楽音合成手段に順次転送するとともに次ブロックの波
形データを要求する次ブロック要求を送出し、該次ブロ
ック要求に対して外部から供給される波形データを前記
一時記憶手段に格納する記憶手段管理手段と、前記第1
の楽音合成手段によって合成された楽音と外部から供給
される外部楽音とを混合する混合手段とを備えるサブシ
ステムと、楽音合成に必要とされる波形データを記憶す
る波形記憶手段と、供給される波形データに基づいて楽
音を合成する第2の楽音合成手段と、演奏データを順次
解析するとともに、予め定められた規則に従って前記第
1の楽音合成手段と前記第2の楽音合成手段のいずれに
楽音合成を割り当てるかを決定し、前記第2の楽音合成
手段に割り当てる場合には前記波形記憶手段内の波形デ
ータを前記第2の楽音合成手段に順次供給し、前記第1
の楽音合成手段に割り当てる場合には前記次ブロック要
求が供給される度に、前記波形記憶手段内の次ブロック
の波形データを読み出して前記サブシステムの一時記憶
手段に転送する演奏データ処理手段とを備え、前記第2
の楽音合成手段によって合成された楽音を前記サブシス
テムへ前記外部楽音として送出するメインシステムとを
具備することを特徴とする。
記載のミュージックシステムにおいて、前記波形記憶手
段は、前記波形データを記憶する波形メモリと、前記波
形データを所定のブロック単位で記憶する一時記憶メモ
リとを備え、前記演奏データ処理手段は、前記第2の楽
音合成手段に楽音合成を割り当てる場合には前記波形メ
モリ内の波形データを前記第2の楽音合成手段に供給
し、前記第1の楽音合成手段に楽音合成を割り当てる場
合には前記波形メモリから所定のブロック単位で波形デ
ータを読み出して前記一時記憶メモリに記憶し、前記次
ブロック要求が供給される度に、前記一時記憶メモリ内
の波形データを所定のブロック単位で読み出して前記サ
ブシステムの一時記憶手段に転送することを特徴とす
る。
乃至3のうちいずれか1項記載のミュージックシステム
において、前記第1の楽音合成手段および前記第2の楽
音合成手段は、並列動作することを特徴とする。
タの全部を記憶する大容量メモリを備えたコンピュータ
とともに用いられる音源であって、前記波形データの一
部を記憶するキャッシュメモリと、供給される波形デー
タに基づいて楽音を合成する楽音合成手段と、前記楽音
合成手段による楽音合成の処理経過に従って、連続した
複数個の波形データを前記大容量メモリから前記キャッ
シュメモリへ一括して転送させるとともに、前記キャッ
シュメモリに格納された波形データを前記楽音合成手段
に順次転送する記憶管理手段とを具備することを特徴と
する。 また、請求項6記載の発明では、波形データの全
部を記憶する大容量メモリを備えたコンピュータととも
に用いられる音源であって、前記波形データの一部を記
憶するキャッシュメモリと、供給される波形データに基
づいて楽音を合成する楽音合成手段と、前記楽音合成手
段による楽音合成の処理経過に従って、所定のブロック
単位の波形データを前記大容量メモリから前記キャッシ
ュメモリへ一括して転送させるとともに、前記キャッシ
ュメモリに格納された波形データを前記楽音合成手段に
順次転送する記憶管理手段とを具備することを特徴とす
る。 また、請求項7記載の発明では、請求項6に記載の
音源において、前記記憶管理手段は、前記楽音合成手段
による楽音合成の処理経過に従って、前記キャッシュメ
モリに格納されたあるブロックの波形データを前記楽音
合成手段に順次転送するとともに、前記楽音合成手段の
楽音合成が次ブロックの波形データに進むと、次ブロッ
クの波形データを前記大容量メモリから前記キャッシュ
メモリへ一括して転送させることを特徴とする。 また、
請求項8記載の発明では、請求項6に記載の音源におい
て、前記キャッシュメモリは、複数の記憶容量を有する
記憶領域を複数備え、各記憶領域には複数種類の波形デ
ータが各々記憶されるようになっており、前記記憶管理
手段は、前記楽音合成手段による楽音合成の処理経過に
従って、前記キャッシュメモリのある記憶領域に格納さ
れた波形データを前記楽音合成手段に順次転送するとと
もに、当該記憶領域の波形データについて前記楽音合成
手段の楽音合成が終了すると、次ブロックの波形データ
を前記大容量メモリから前記キャッシュメモリの当該記
憶領域へ一括して転送させることを特徴とする。
に記載の音源に対して波形データを転送可能なコンピュ
ータであって、前記波形データを記憶する大容量メモリ
と、前記音源から波形データを転送する要求があると、
前記大容量メモリから連続した複数個の波形データを読
み出して前記音源へ一括して転送する処理手段とを具備
することを特徴とする。 また、請求項10記載の発明で
は、請求項7に記載の音源に対して波形データを転送可
能なコンピュータであって、前記波形データを記憶する
大容量メモリと、前記音源から次ブロックの波形データ
を転送する要求があると、前記大容量メモリから次ブロ
ックの波形データを読み出して前記音源へ一括して転送
する処理手段とを具備することを特徴とする。 また、請
求項11記載の発明では、請求項10記載の発明におい
て、前記大容量メモリは、波形データを記憶する波形メ
モリと、前記波形メモリに比べてアクセス速度が速く、
前記波形データを所定のブロック単位分で記憶する一時
記憶メモリとを備え、前記処理手段は、前記音源から次
ブロックの波形データを転送する要求があると、前記一
時記憶メモリから次ブロックの波形データを前記音源へ
一括して転送するとともに、前記波形メモリからその次
のブロックの波形データを前記一時記憶メモリへ転送す
ることを特徴とする。 また、請求項12記載の発明で
は、メインシステムとサブシステムとを備えたミュージ
ックシステムに用いられる楽音合成方法において、前記
メインシステムは、楽音合成に必要とされる波形データ
を記憶する波形記憶手段と、供給される波形データに基
づいて楽音を合成する第2の楽音合成手段とを備え、前
記第2の楽音合成手段によって合成された楽音を前記サ
ブシステムへ外部楽音として送出し、前記サブシステム
は、外部から供給される波形データを記憶する一時記憶
手段と、供給される波形データに基づいて楽音を合成す
る第1の楽音合成手段と、前記第1の楽音合成手段によ
る楽音合成の処理経過に従って、前記一時記憶手段に格
納された波形データを前記第1の楽音合成手段に転送す
るとともに、外部から供給される連続した波形データを
前記一時記憶手段に格納する記憶手段管理手段と、前記
第1の楽音合成手段によって合成された楽音と外部から
供給される外 部楽音とを混合する混合手段とを備え、演
奏データを順次解析し、解析結果に基づき、予め定めら
れた規則に従って前記第1の楽音合成手段と前記第2の
楽音合成手段のいずれに楽音合成を割り当てるかを決定
し、前記第2の楽音合成手段に割り当てる場合には前記
波形記憶手段内の楽音データを前記第2の楽音合成手段
に供給し、前記第1の楽音合成手段に割り当てる場合に
は前記波形記憶手段から波形データを読み出して前記サ
ブシステムの一時記憶手段に連続して送出することを特
徴とする。
り当てた場合は、演奏データ処理手段(あるいは第1、
第2ステップ)が、演奏データに基づいて、波形メモリ
から所定のブロック単位で波形データを読み出し、サブ
システムに送出する。サブシステムにおいては、記憶手
段管理手段が、第1の楽音合成手段による楽音合成の処
理経過に従って、一時記憶手段に上記波形データを順次
格納するとともに、一時記憶手段に格納された所定のブ
ロック単位の波形データを第1の楽音合成手段に供給す
る。第1の楽音合成手段は、一時記憶手段に所定ブロッ
ク単位で格納される波形データに基づいて楽音を合成す
る。また、メインシステム側に発音を割り当てた場合
は、第2の楽音合成手段によって波形メモリから読み出
した波形データに基づいて楽音を合成し、該楽音をサブ
システムへ供給する。サブシステムでは、第1の楽音合
成手段によって合成された楽音とメインシステムから供
給される楽音とを混合手段によって混合する。したがっ
て、楽音の統一を図りつつ、メインシステム側の大容量
メモリを有効的に用いることができるとともに、サブシ
ステムのメモリ容量を削減でき、また、アクセス速度が
遅い大容量メモリを用いても楽音合成することが可能と
なる。(請求項1〜7)
いて説明する。 A.実施例の構成 図1は、本発明の実施例によるミュージックシステムの
構成を示すブロック図である。図において、ミュージッ
クシステムは、ホストコンピュータ10と外部接続され
たサウンドボード20とから構成されている。ホストコ
ンピュータ10は、楽音の波形データが格納されている
ウエーブテーブル11、楽音合成プログラムが格納され
ているプログラムメモリ12、操作部13、表示部1
4、ハードディスク15、ホストキャッシュメモリ1
6、およびCPU17を備えている。上記ウエーブテー
ブル11およびプログラムメモリ12は、WT(ウエー
ブテーブル)音源を構成している。ウエーブテーブル1
1は、大容量(例えば、1Mバイト)の半導体メモリで
あり、複数の波形データが格納されている。なお、ウエ
ーブメモリ11は、一般に外部記憶装置として利用され
ているフロッピーディスク、ハードディスク、CD−R
OM等であってもよい。
の入力、動作の指示等を行うキーボード、および演奏の
動作モードや音色を選択するパネルスイッチからなる。
また、表示部14は、CPU17の制御に基づいて、動
作状況や各種情報を表示する。ハードディスク15に
は、MIDIデータ等の演奏データが格納されている。
なお、ハードディスク15に代えて、あるいは並行し
て、フロッピーディスク等の外部記憶装置を用いてもよ
い。また、ホストキャッシュメモリ16は、発音チャン
ネル数毎に、波形データの1ブロック分(例えば、1k
バイト)のデータを格納するだけの容量を有しており、
サウンドボードへ送出する際のバッファとして用いられ
る。なお、この詳細については後述する。
納されている楽音合成プログラムに従って、当該ホスト
コンピュータ10で楽音を合成するか、あるいはサウン
ドボードで楽音を合成するかを決める。このとき、当該
ホストコンピュータ10で合成する場合には、演奏デー
タに基づいて、ウエーブテーブル11から波形データを
読み出し、該波形データにエンベロープ等を付与するな
どして楽音を合成した後、サウンドボード20へ送出す
る。また、サウンドボード20で合成する場合には、ウ
エーブテーブル11からブロック単位で読み出した波形
データを、一旦、上記ホストキャッシュメモリ16に格
納し、サウンドボードからの転送要求があった時点でサ
ウンドボード20へ送出する。サウンドボード20へ送
出した後には、次ブロックの波形データが格納される。
の楽音を同時発音できるようになっており、例えば、4
チャンネル分をホストコンピュータ10、8チャンネル
分を後述するサウンドボード20に割り当て、サウンド
ボード20での楽音合成を優先させるようになってい
る。したがって、どちらで楽音を合成するかは、サウン
ドボード20側に未使用の発音チャンネルが残っている
か否かで決まる。すなわち、未使用の発音チャンネルが
残っている場合には、サウンドボード20で楽音を合成
するようにし、全ての発音チャンネルが使用されている
場合には、ホストコンピュータ10側で楽音を合成する
ように振り分けるようなっている。
ニット21、音源LSI22、メモリマネージメントユ
ニット23、サブキャッシュメモリ24、バッファ2
5、ミキサ26、およびD/A変換器27から構成され
ている。通信制御ユニット21は、上記ホストコンピュ
ータ10からの波形データを受信した場合には、該波形
データをメモリマネージメントユニット(以下、MMU
という)23へ供給し、また、楽音データを受信した場
合には、該楽音データをミキサ26へ供給する。MMU
23は、上記通信制御ユニット21から供給される波形
データを、一旦サブキャッシュメモリ24へ格納すると
ともに、音源LSI22から供給されるアドレスデータ
に従って波形データを読み出して音源LSI22に供給
する。なお、この詳細については後述する。サブキャッ
シュメモリ24は、ホストコンピュータ10のホストキ
ャッシュメモリ16と同様に、発音チャンネル数毎に波
形データの1ブロック分(例えば、1kバイト)のデー
タを格納するだけの容量を有している。
メモリ24のアドレスデータを作成するとともに、次ブ
ロックの波形データを要求する際には、通信制御ユニッ
ト21を介してホストコンピュータ10に次ブロック要
求を送出する。一方、バッファ25は、音源LSI22
で合成された楽音を一時的に保持する。これは、ホスト
コンピュータ10からサウンドボード20のサブキャッ
シュメモリ24へ波形データを転送する際の待ち時間を
調整するためである。ミキサ26は、バッファ25に一
時保持された楽音データと、通信制御ユニット21を介
して供給されるホストコンピュータ10側で合成された
楽音データとを混合し、D/A変換器27へ供給する。
D/A変換器27は、上記楽音データをアナログ信号に
変換し、サウンドシステム28へ供給する。サウンドシ
ステム28は、アンプやスピーカ等を備え、アナログ信
号に変換された楽音信号をスピーカ等により発音するも
ので、サウンドボード20に内蔵されるものでも、外部
に接続されるものでもよい。
ルとホストキャッシュメモリとの構成を示す概念図であ
る。図において、ウエーブテーブル11には、前述した
ように、波形データが格納されており、該波形データ
は、1kバイトを1ブロックとして読み出され、ホスト
キャッシュメモリ16の所定の発音チャンネルに対応し
た位置に格納される。ホストキャッシュメモリ16は、
8チャンネル分の容量(8kバイト)を有している。該
波形データは、所定のタイミング(サウンドボード20
の次ブロック要求)で、サウンドボード20に転送され
るとともに、空いたエリアには次ブロックの波形データ
が格納される。このように、発音チャンネル毎にキャッ
シュエリアを設けることにより、キャッシュミスヒット
が低減したり、次ブロックの予測が容易になる等の効果
がある。
MMUの概略構成を示す概念図である。図において、M
MU23は、音源LSI22から供給される仮想アドレ
ス(21ビット)の下位10ビットと、別途供給される
3ビットのチャンネル情報とに基づいて、サブキャッシ
ュメモリ24の実アドレスを生成する。すなわち、下位
10ビットでサブキャッシュメモリ24の1kバイトの
アドレスを指示し、チャンネル情報の上位3ビットで発
音チャンネルを指示する。これら仮想アドレスから実ア
ドレスへの変換は、レジスト等のハードウエアやソフト
ウエアで行う。この場合、仮想アドレスは、CPU17
のメモリ空間(ホストのメモリ空間)に対応している。
また、キャッシュミスヒット検出部23aは、上記仮想
アドレスの上位11ビットに基づいてキャッシュミスヒ
ットを検出し、該検出結果によって次ブロック要求を送
出する。該次ブロック要求は、通信制御ユニット21を
介してホストコンピュータ10に供給される。なお、キ
ャッシュミスヒットとは、サブキャッシュメモリ24に
ない波形データをアクセスしようとした場合に生じるも
のである。したがって、サブキャッシュメモリ24に記
憶されている1kバイト分の波形データの読み出しが終
了して、次ブロックの波形データを読み出そうとする
と、必ずキャッシュミスヒットが発生し、次ブロック要
求が発生する。
で、図4ないし図7は本実施例の動作を説明するための
フローチャートである。
ップS10において、ハードディスク15(または、フ
ロッピーディスク)に記憶されたMIDIデータ等の演
奏データを読み出して、データを解釈する。次に、ステ
ップS11において、MIDIデータがキーオンやキー
オフを示すデータであるか否かを判断する。そして、キ
ーオンやキーオフを示すデータでなければ、ステップS
11における判断結果は「NO」となり、そのデータに
対応する各種処理(図示略)へ移行する。なお、該各種
処理(図示略)は、本発明と関係しないので、説明を省
略する。
ンである場合には、ステップS11における判断結果は
「YES」となり、ステップS12へ進む。ステップS
12では、キーオンの場合には、楽音を発音すべき発音
チャンネルを割り当てる。該発音割当処理では、サウン
ドボード20に空きチャンネルがあれば、サウンドボー
ド10に発音チャンネルを割り当てるとともに、波形デ
ータをホストキャッシュメモリ16へ転送し、一方、サ
ウンドボード20に空きチャンネルがなければ、ホスト
コンピュータ10に発音チャンネルを割り当てる。な
お、該発音割当処理の詳細については後述する。
ンピュータ10に発音チャンネルを割り当てたか否かを
判断する。そして、サウンドボード20に割り当てた場
合には、ステップS13における判断結果は「NO」と
なり、ステップS15へ進む。一方、ホストコンピュー
タ10に発音チャンネルを割り当てた場合には、ステッ
プS13における判断結果は「YES」となり、ステッ
プS14へ進む。ステップS14では、楽音合成プログ
ラムを起動する。すなわち、プログラムメモリ12に格
納されている楽音合成プログラムに従ってウエーブテー
ブル11から波形データを読み出し、該波形データを用
いて楽音データを合成してサウンドボード20へ送信す
る。次に、ステップS15では、自動演奏が終了したか
否かを判断する。そして、まだ、終了していなければ、
ステップS15における判断結果は「NO」となり、ス
テップS10へ戻る。以下、ステップS10〜S15を
繰り返し実行する。
おいて、ホストコンピュータ10は、まず、ステップS
20において、前述したステップS10で読み込んだM
IDIデータがキーオンであるか否かを判断する。そし
て、キーオンであれば、ステップS21へ進み、サブシ
ステムであるサウンドボード20に空きチャンネルがあ
るか否かを判断する。そして、サウンドボード20に空
きチャンネルがあれば、ステップS22へ進み、楽音の
発音チャンネルをサウンドボード20に割り当て、割り
当てたチャンネル(ch)とキーコード(KC)とを記
憶する。さらに、波形データの第1ブロック目をウエー
ブテーブル11から読み出し、直接、サウンドボード2
0へ送出する。サウンドボード20では、上記波形デー
タの第1ブロック目を、サブキャッシュメモリ24の所
定の発音チャンネルに対応するエリアに格納する。ま
た、ステップS22では、波形データの第2ブロック目
をウエーブテーブル11から読み出し、ホストキャッシ
ュメモリ16の所定の発音チャンネルに対応するエリア
へ格納する。そして、前述したメインルーチンへ戻り、
ステップS13へ進む。
ルがなければ、ステップS21における判断結果は「N
O」となり、ステップS23へ進む。ステップS23で
は、ホストコンピュータ10に空きチャンネルがあるか
否かを判断する。そして、ホストコンピュータ10に空
きチャンネルがない場合、すなわち、サウンドボード2
0およびホストコンピュータ10の全てのチャンネルが
使用されている場合には、ステップS23における判断
結果は「NO」となり、図示しないステップへ進み、発
音することを無視するか、あるいは、減衰過程に入った
楽音を消音して空きチャンネルを確保し、その空きチャ
ンネルに割り当てたりする。
ンネルがある場合には、ステップS23における判断結
果は「YES」となり、ステップS24へ進む。ステッ
プS24では、楽音の発音チャンネルをホストコンピュ
ータ10に割り当て、割り当てたチャンネル(ch)と
キーコード(KC)とを記憶する。そして、前述したメ
インルーチンへ戻り、ステップS13へ進む。ホストコ
ンピュータ10は、上記チャンネル(ch)とキーコー
ド(KC)とに基づいて、楽音データを合成する(ステ
ップS14)。該楽音データは、所定のタイミングでサ
ウンドボード20へ送出される。
ば、すなわちキーオフである場合には、ステップS20
における判断結果は「NO」となり、ステップS25へ
進む。ステップS25では、キーコード(KC)および
チャンネル(ch)に基づいて、該当する楽音の発音チ
ャンネルを解放し、割り当てを解除する。そして、前述
したメインルーチンへ戻り、ステップS13へ進む。
したときにホストコンピュータ10で実行される次ブロ
ック要求処理について図6を参照して説明する。サウン
ドボード20において、サブキャッシュメモリ24にな
い波形データ(次ブロックの波形データ)をアクセスし
ようとしてキャッシュミスヒットが生じると、サウンド
ボード20からホストコンピュータ10に対して次ブロ
ック要求が送出され、図6に示すフローチャートが実行
される。まず、ステップS30において、どの発音チャ
ンネルに対する次ブロック要求であるか検出する。次
に、ステップS31において、ホストキャッシュメモリ
16の発音チャンネルに対応するエリアに格納されてい
る波形データ(1kバイト分)を読み出して、サウンド
ボード20のサブキャッシュメモリ24へ送出する。次
に、ステップS32において、波形データの次ブロック
をウエーブテーブル11から読み出して、ホストキャッ
シュメモリ(同発音チャンネルのエリア)16へ格納し
た後、当該処理を終了して、次ブロック要求が供給され
る前の処理へ戻る。
て説明する。なお、通常サウンドホードはソフトウエア
で構成されるが、説明の便宜上フローチャートに基づき
説明する。始めに、サウンドボード20では、ステップ
S40において、ホストコンピュータ10から波形デー
タを受信したか否かを判断する。そして、波形データを
受信した場合には、ステップS40における判断結果が
「YES」となり、ステップS41へ進む。ステップS
41では、受信した波形データをMMU23によってサ
ブキャッシュメモリ24の所定の発音チャンネルのエリ
アへ格納する。次に、ステップS42において、音源L
SI22によってサブキャッシュメモリ24に格納され
ている波形データを順次読み出して楽音データを生成す
る。
データを受信する場合は、サブキャッシュメモリ24に
ない波形データをアクセスしようとしてキャッシュミス
ヒットが生じた場合である。すなわち、次ブロックの波
形データをサブキャッシュメモリ24から読み出そうと
したときに、目的の波形データがない場合には、ホスト
コンピュータ10に対して、次ブロック要求を送出す
る。ホストコンピュータ10では、前述したように、次
ブロック要求に対して、次ブロックの波形データをホス
トキャッシュメモリ16から読み出して、サウンドボー
ド20へ送出する。サウンドボード20のMMU23
は、上述したステップS40,S41で、サブキャッシ
ュメモリ24の所定の発音チャンネルのエリアへ格納す
る。したがって、サウンドボード20における音源LS
I22は、波形データの転送を意識することなく、単
に、MMU23を介してサブキャッシュメモリ24から
順次読み出した波形データに基づいて楽音を合成すれば
よいことになる。この楽音データは、一旦、バッファ2
5へ格納される。
コンピュータ10で合成された楽音データが送信されて
いれば、その楽音データと上記音源LSI22で合成し
た楽音データとをミキサ26によってミキンシグする。
そして、ステップS44において、上記ミキシングした
楽音データを、D/A変換器27へ転送する。D/A変
換器27では、ミキシングされた楽音データがアナログ
信号に変換されて、サウンドシステム28でスピーカ等
により発音される。
ステップS40からステップS42へ進み、既に、サブ
キャッシュメモリ24に格納されている波形データに基
づいて楽音を合成する。その後の処理は、上述の場合と
同様である(ステップS43,44)。
ュータ10では、MIDIデータがキーオン/キーオフ
であると、まず、サウンドボード20に発音チャンネル
が空いているか否かを判断し、空いている場合には、発
音チャンネルをサウンドボード20に割り当て、サウン
ドボード20から次ブロック要求が供給される度に、発
音すべき楽音の波形データをウエーブテーブル11から
1ブロックずつ読み出し、ホストキャッシュメモリ16
へ一時格納しながら、順次、サウンドボード20へ送出
する。なお、波形データの第1ブロック目は、直接、サ
ウンドボード20のサブキャッシュメモリ24へ転送さ
れる。サウンドボード20では、ホストコンピュータ1
0から供給される波形データ(1kバイト)を順次サブ
キャッシュメモリ24へ格納するとともに、該波形デー
タに基づいて音源LSI22によって楽音データを合成
する。このとき、サウンドボード20は、キャッシュミ
スヒットが生じると、上記次ブロック要求をホストコン
ピュータ10に送出する。
ルが空いていない場合には、ホストコンピュータ10
は、ウエーブテーブル11から波形データを順次読み出
し、音源プログラムによって楽音データを合成してサウ
ンドボード20へ送信する。
自身で合成した楽音データと、ホストコンピュータ10
で合成された楽音データとをミキサ26によって混合し
た後、D/A変換器27でアナログ信号に変換し、サウ
ンドシステム28で発音する。
ュータ10にのみ、大容量のウエーブテーブル11を備
え、該ウエーブテーブル11から読み出した波形データ
をサウンドボードへ転送するようにしたので、サウンド
ボード上には大容量のメモリ(ウエーブテーブル)を必
要としない。また、楽音は、ホストコンピュータ10の
ウエーブテーブル11に記憶されている波形データに基
づいて合成されるので、ホストコンピュータ10とサウ
ンドボード20で合成した楽音の音色を同一にすること
ができる。また、サウンドボード20側だけに発音機能
を設けたので、ホストコンピュータ10の楽音合成プロ
グラムを簡略化できる。さらに、ホストコンピュータ1
0にウエーブテーブル11に対するメモリ管理を行わせ
るようにしたので、サウンドボード20におけるメモリ
管理を簡略化できる。また、発音チャンネル毎にキャッ
シュエリアを設けることにより、キャッシュミスヒット
を低減できるとともに、ホストコンピュータ10におい
て次に読み出す波形データ(ブロック)が容易に予測で
きる。
を合成する楽音合成手段、例えばサウンドボード20に
空きチャンネルがなくなると、他の楽音合成手段、例え
ばホストコンピュータ10によって楽音を合成するよう
にしていたが、これに限定されることなく、並列動作さ
せるようにして、常に双方で楽音を合成するようにした
り、音色等、合成する楽音の特徴で、どちらの楽音合成
手段で楽音を合成するかを振り分けたりするようにして
もよい。楽音の特徴で振り分ける場合には、例えば、リ
ズム音等の単純な楽音は、ソフトウエアによって楽音合
成するWT音源に割り当てるようにしてもよい。これ
は、WT音源は、単純にPCM波形を一通り読み出すだ
けで生成可能な音色に向いているためであり、複雑な楽
音合成アルゴリズムを要する楽音(音色)は、音源LS
Iで合成するようにすればよい。
ド20に発音を割り当てた場合には、波形データの第1
ブロック目を、直接、サウンドボード20のサブキャッ
シュメモリ24に転送するとともに、ホストキャッシュ
メモリ16に次ブロック(第2ブロック)の波形データ
を格納するようにしたが、これに限定されることなく、
例えば単一音色だけの発音である場合には、図5に示す
ステップS25で割り当てを解除した直後、波形データ
の第1ブロック目を、サブキャッシュメモリ24の空き
チャンネルエリアに転送しておいてもよい。このように
すれば、サウンドボード20での楽音合成が早くできる
ので、発音タイミングに関する処理(もしくはハードウ
エア)を軽減することができる。
ば、楽音の統一を図りつつ、ホストシステム側の大容量
メモリを有効的に用いることができるとともに、サブシ
ステムのメモリ容量を削減でき、また、アクセス速度が
遅い大容量メモリを用いても楽音合成できるという利点
が得られる。
ックシステムの構成を示すブロック図である。
ブテーブルとホストキャッシュメモリとの構成を示す概
念図である。
構成を示す概念図である。
するためのフローチャートである。
説明するためのフローチャートである。
説明するためのフローチャートである。
するためのフローチャートである。
……ウエーブテーブル(波形メモリ、第2の楽音合成手
段)、12……プログラムメモリ(第2の楽音合成手
段)、13……操作部、14……表示部、15……ハー
ドディスク、16……ホストキャッシュメモリ(第2の
一時記憶手段)、17……CPU(演奏データ処理手
段、第2の楽音合成手段)、20……サウンドボード
(サブシステム)、21……通信制御ユニット、22…
…音源LSI(第1の楽音合成手段)、23……MMU
(記憶手段管理手段)、24……サブキャッシュメモリ
(一時記憶手段、第1の一時記憶手段)、25……バッ
ファ、26……ミキサ(混合手段)、27……D/A変
換器、28……サウンドシステム(発音手段)。
Claims (12)
- 【請求項1】 外部から供給される波形データを記憶す
る一時記憶手段と、供給される波形データに基づいて楽
音を合成する第1の楽音合成手段と、前記第1の楽音合
成手段による楽音合成の処理経過に従って、前記一時記
憶手段に格納された波形データを前記第1の楽音合成手
段に順次転送するとともに、外部から供給される連続し
た複数個の波形データを前記一時記憶手段に一括して格
納する記憶手段管理手段と、前記第1の楽音合成手段に
よって合成された楽音と外部から供給される外部楽音と
を混合する混合手段とを備えるサブシステムと、 楽音合成に必要とされる波形データを記憶する波形記憶
手段と、供給される波形データに基づいて楽音を合成す
る第2の楽音合成手段と、演奏データを順次解析すると
ともに、予め定められた規則に従って前記第1の楽音合
成手段と前記第2の楽音合成手段のいずれに楽音合成を
割り当てるかを決定し、前記第2の楽音合成手段に割り
当てる場合には前記波形記憶手段内の波形データを前記
第2の楽音合成手段に順次供給し、前記第1の楽音合成
手段に割り当てる場合には前記波形記憶手段内の波形デ
ータを前記サブシステムの一時記憶手段に一括して送出
する演奏データ処理手段とを備え、前記第2の楽音合成
手段によって合成された楽音を前記サブシステムへ前記
外部楽音として送出するメインシステムとを具備するこ
とを特徴とするミュージックシステム。 - 【請求項2】 外部から供給される波形データを所定の
ブロック単位で記憶する一時記憶手段と、供給される波
形データに基づいて楽音を合成する第1の楽音合成手段
と、前記第1の楽音合成手段による楽音合成の処理経過
に従って、前記一時記憶手段に格納されたあるブロック
の波形データを前記第1の楽音合成手段に順次転送する
とともに次ブロックの波形データを要求する次ブロック
要求を送出し、該次ブロック要求に対して外部から供給
される波形データを前記一時記憶手段に格納する記憶手
段管理手段と、前記第1の楽音合成手段によって合成さ
れた楽音と外部から供給される外部楽音とを混合する混
合手段とを備えるサブシステムと、 楽音合成に必要とされる波形データを記憶する波形記憶
手段と、供給される波形データに基づいて楽音を合成す
る第2の楽音合成手段と、演奏データを順次解析すると
ともに、予め定められた規則に従って前記第1の楽音合
成手段と前記第2の楽音合成手段のいずれに楽音合成を
割り当てるかを決定し、前記第2の楽音合成手段に割り
当てる場合には前記波形記憶手段内の波形データを前記
第2の楽音合成手段に順次供給し、前記第1の楽音合成
手段に割り当てる場合には前記次ブロック要求が供給さ
れる度に、前記波形記憶手段内の次ブロックの波形デー
タを読み出して前記サブシステムの一時記憶手段に転送
する演奏データ処理手段とを備え、前記第2の楽音合成
手段によって合成された楽音を前記サブシステムへ前記
外部楽音として送出するメインシステムとを具備するこ
とを特徴とするミュージックシステム。 - 【請求項3】 前記波形記憶手段は、前記波形データを
記憶する波形メモリと、前記波形データを所定のブロッ
ク単位で記憶する一時記憶メモリとを備え、 前記演奏データ処理手段は、前記第2の楽音合成手段に
楽音合成を割り当てる場合には前記波形メモリ内の波形
データを前記第2の楽音合成手段に供給し、前記第1の
楽音合成手段に楽音合成を割り当てる場合には前記波形
メモリから所定のブロック単位で波形データを読み出し
て前記一時記憶メモリに記憶し、前記次ブロック要求が
供給される度に、前記一時記憶メモリ内の波形データを
所定のブロック単位で読み出して前記サブシステムの一
時記憶手段に転送する ことを特徴とする請求項2に記載
の ミュージックシステム。 - 【請求項4】 前記第1の楽音合成手段および前記第2
の楽音合成手段は、並列動作することを特徴とする請求
項1乃至3のうちいずれか1項に記載のミュージックシ
ステム。 - 【請求項5】 波形データの全部を記憶する大容量メモ
リを備えたコンピュータとともに用いられる音源であっ
て、 前記波形データの一部を記憶するキャッシュメモリと、 供給される波形データに基づいて楽音を合成する楽音合
成手段と、 前記楽音合成手段による楽音合成の処理経過に従って、
連続した複数個の波形データを前記大容量メモリから前
記キャッシュメモリへ一括して転送させるとともに、前
記キャッシュメモリに格納された波形データを前記楽音
合成手段に順次転送する記憶管理手段と を具備すること
を特徴とする音源。 - 【請求項6】 波形データの全部を記憶する大容量メモ
リを備えたコンピュータとともに用いられる音源であっ
て、 前記波形データの一部を記憶するキャッシュメモリと、 供給される波形データに基づいて楽音を合成する楽音合
成手段と、 前記楽音合成手段による楽音合成の処理経過に従って、
所定のブロック単位の波形データを前記大容量メモリか
ら前記キャッシュメモリへ一括して転送させるととも
に、前記キャッシュメモリに格納された波形データを前
記楽音合成手段に順次転送する記憶管理手段と を具備す
ることを特徴とする音源。 - 【請求項7】 前記記憶管理手段は、前記楽音合成手段
による楽音合成の処理経過に従って、前記キャッシュメ
モリに格納されたあるブロックの波形データを前記楽音
合成手段に順次転送するとともに、前記楽音合成手段の
楽音合成が次ブロックの波形データに進むと、次ブロッ
クの波形データを前記大容量メモリから前記キャッシュ
メモリへ一括して転送させることを特徴とする請求項6
に記載の音源。 - 【請求項8】 前記キャッシュメモリは、複数の記憶容
量を有する記憶領域を複数備え、各記憶領域には複数種
類の波形データが各々記憶されるようになっており、 前記記憶管理手段は、前記楽音合成手段による楽音合成
の処理経過に従って、前記キャッシュメモリのある記憶
領域に格納された波形データを前記楽音合成手段に順次
転送するとともに、当該記憶領域の波形データについて
前記楽音合成手段の楽音合成が終了すると、次ブロック
の波形データを前記大容量メモリから前記キャッシュメ
モリの当該記憶領域へ一括して転送させることを特徴と
する請求項6に記載の音源。 - 【請求項9】請求項5に記載の音源に対して波形データ
を転送可能なコンピュータであって、 前記波形データを記憶する大容量メモリと、 前記音源から波形データを転送する要求があると、前記
大容量メモリから連続 した複数個の波形データを読み出
して前記音源へ一括して転送する処理手段と を具備する
ことを特徴とするコンピュータ。 - 【請求項10】 請求項7に記載の音源に対して波形デ
ータを転送可能なコンピュータであって、 前記波形データを記憶する大容量メモリと、 前記音源から次ブロックの波形データを転送する要求が
あると、前記大容量メモリから次ブロックの波形データ
を読み出して前記音源へ一括して転送する処理手段と を
具備することを特徴とするコンピュータ。 - 【請求項11】 前記大容量メモリは、波形データを記
憶する波形メモリと、前記波形メモリに比べてアクセス
速度が速く、前記波形データを所定のブロック単位分で
記憶する一時記憶メモリとを備え、 前記処理手段は、前記音源から次ブロックの波形データ
を転送する要求があると、前記一時記憶メモリから次ブ
ロックの波形データを前記音源へ一括して転送するとと
もに、前記波形メモリからその次のブロックの波形デー
タを前記一時記憶メモリへ転送する ことを特徴とする請
求項10に記載のコンピュータ。 - 【請求項12】 メインシステムとサブシステムとを備
えたミュージックシステムに用いられる楽音合成方法に
おいて、 前記メインシステムは、楽音合成に必要とされる波形デ
ータを記憶する波形記憶手段と、供給される波形データ
に基づいて楽音を合成する第2の楽音合成手段とを備
え、前記第2の楽音合成手段によって合成された楽音を
前記サブシステムへ外部楽音として送出し、 前記サブシステムは、外部から供給される波形データを
記憶する一時記憶手段と、供給される波形データに基づ
いて楽音を合成する第1の楽音合成手段と、前記第1の
楽音合成手段による楽音合成の処理経過に従って、前記
一時記憶手段に格納された波形データを前記第1の楽音
合成手段に転送するとともに、外部から供給される連続
した波形データを前記一時記憶手段に格納する記憶手段
管理手段と、前記第1の楽音合成手段によって合成され
た楽音と外部から供給される外部 楽音とを混合する混合
手段とを備え、 演奏データを順次解析し、 解析結果に基づき、予め定められた規則に従って前記第
1の楽音合成手段と前記第2の楽音合成手段のいずれに
楽音合成を割り当てるかを決定し、 前記第2の楽音合成手段に割り当てる場合には前記波形
記憶手段内の楽音データを前記第2の楽音合成手段に供
給し、 前記第1の楽音合成手段に割り当てる場合には前記波形
記憶手段から波形データを読み出して前記サブシステム
の一時記憶手段に連続して送出する ことを特徴とする楽
音合成方法。
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