JP3789358B2 - Electronic sound generation method and apparatus, and portable device using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記憶装置に記憶させた波形データを用いて、音楽を演奏させるための電子音発生装置及び、それを用いた携帯機器(例えば、携帯電話、シンセサイザ、PDAなど)に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、記憶装置に記憶させた波形データを用いて電子音を発生させる方法として、全てハードウエアで設計する方法と、DSP(ディジタルシグナルプロセッサ)等のディジタル信号処理装置を使用してソフトウエアで演算処理する方法とが用いられてきた。最近では、同時発音数が増えたり、さまざまな音響効果に対応させるため、演算内容や演算順序が複雑になってきている。したがって、ハードウエアで全ての信号処理を行うように構成することは、設計期間や処理内容の変更などの点から、難しくなってきている。
【0003】
このため、ディジタル信号処理装置を用いてソフトウエアで処理する方法が、複雑な演算順序をプログラムとして開発できるため、多く用いられるようになってきている。
【0004】
図3は、ディジタル信号処理装置を用いた従来の電子音発生装置の構成を示す図であり、図4はその動作を説明するためのタイミングチャートである。
【0005】
図3において、ディジタル信号処理回路13には、ROM等の波形メモリ12に記憶されている所要の音楽用の波形データと、音パラメータ入力回路11からの楽器の種類や音階などに応じた音パラメータとが入力される。ディジタル信号処理回路13では、入力された波形データと音パラメータとに基づき、サンプリング信号発生回路15より入力されるサンプリング信号iに同期して演算処理を開始する。そして、そのサンプリング周期T内に、出力すべき音データを得るための所定量の演算を行い、その演算処理結果データ、即ち音データを演算結果出力回路16に入力させる。
【0006】
サンプリング信号iは一定周期T(T1〜T7)毎に出力され、この周期T内にそれぞれの所定の演算処理を行う。この周期Tは例えばCDにおけるように22.7μs(=1/44.1kHz)である。このサンプリング信号iを受けて、ディジタル信号処理回路13は演算を開始し、その演算が終了した時点t1′〜t7′で演算処理結果データvを演算結果処理回路16に入力し保持させる。次のサンプリング信号iに同期して、保持されている演算処理結果データvを演算結果出力回路16から音データviとして出力する。なお、iiiは、演算処理中であることを示している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
サンプリング周期T内に行わせることができる演算量は、周期Tとこの電子音発生装置が作り込まれるLSIの動作周波数により定まる。図4で、時点t1のサンプリング信号iにより演算を開始し、その周期T1内の時点t1′に所要の演算が終了する場合は通常の動作である。しかし、時点t2のサンプリング信号iにより演算を開始し、その周期T2内に所要の演算が終了せず、引き続く周期T3に食い込んで処理が行われ、時点t2′で演算が終了する場合には、その演算処理結果データは時点t4のサンプリング信号iに同期して出力されるようになる。なお、時点t3では、時点t2で既に出力した音データが再度出力される。
【0008】
その後、周期T4においては、本来周期T3で行うべき演算を処理することになり、周期T5以後の各周期においても同様に、前の周期で行うべき演算を処理するようになる。このように、ある周期内に所要の演算が終了しない場合には、引き続く各周期で行うべき演算処理が時間的に遅延し、その後の周期に行われることになる。この演算処理の遅延は、1周期内に所要の演算が終了しない状態が発生する度に、累積していくことになる。
【0009】
このように演算処理が遅延することは、曲全体として大きなずれにつながるため、最大の演算量はサンプリングの周期Tを超えることはできなかった。
【0010】
このような自体を避けるためには、サンプリング周波数を低くして周期Tを長くすることや、単位時間当たりの演算処理量を増加させることができればよい。
【0011】
しかしながら、より豊かな音色を出力させるためには出力するサンプリング周波数を高くする必要があるから、サンプリング周期Tを長くすることは好ましくない。また、単位時間当たりの演算処理量を増加させることは、これらの各構成部分が組み込まれるLSIの動作周波数を上げることになるが、この場合にはLSIの消費電力が大きくなることや所要面積が大きくなってしまうから好ましくなく、特に携帯機器には適用することがむずかしくなる。
【0012】
そこで、本発明は、サンプリング周期を長くすることなく、かつLSIの動作周波数を特別に高くすることなくより豊かな音色を発生可能にし、携帯機器にも好適に使用することができる電子音発生方法及び装置、それを使用した携帯機器を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の電子音発生方法は、波形データと、音パラメータとに基づく演算処理を、演算開始信号により開始し、所定の演算処理が終了したときに演算処理結果データを出力し、前記演算処理が、一定周期のサンプリング信号間の周期中に終了するときは、前記サンプリング信号に同期して前記演算開始信号を発生し、前記演算処理が、一定周期のサンプリング信号間の周期中に終了しないときには、前記演算処理が終了した後に前記演算開始信号を出力する、ことを特徴とする。
【0014】
請求項2記載の電子音発生方法は、請求項1記載の電子音発生方法において、前記演算処理結果データを保持し、前記サンプリング信号と同期して出力させることを特徴とする。
【0015】
請求項3記載の電子音発生装置は、波形データを記憶した波形記憶手段と、前記波形記憶手段から入力される波形データと、音パラメータとに基づき、演算開始信号により演算処理を開始し、演算処理中信号を出力するとともに、所定の演算処理が終了したときに演算処理結果データを出力するディジタル信号処理手段と、一定周期のサンプリング信号を出力するサンプリング信号発生手段と、前記演算処理中信号と前記サンプリング信号とが入力され、ある時点のサンプリング信号(以下、当該サンプリング信号)が入力されたときに前記演算処理中信号が出力されていないときには、当該サンプリング信号に同期して前記演算開始信号を前記ディジタル信号処理手段に供給し、前記演算処理中信号が出力されているときには、その演算終了を待って前記演算開始信号を前記ディジタル信号処理手段に供給する同期オン・オフ手段と、前記ディジタル信号処理手段から入力される演算処理結果データを保持し、前記サンプリング信号に同期して音データとして出力する演算結果出力手段と、を備えることを特徴とする。
【0016】
請求項4記載の電子音発生装置は、波形データを記憶した波形記憶手段と、前記波形記憶手段から入力される波形データと、音パラメータとに基づき、演算開始信号により演算処理を開始し、所定の演算処理が終了したときに演算終了信号を出力するとともに演算処理結果データを出力するディジタル信号処理手段と、一定周期のサンプリング信号を出力するサンプリング信号発生手段と、前記演算終了信号と前記サンプリング信号とが入力され、ある時点のサンプリング信号(以下、当該サンプリング信号)とその直前のサンプリング信号間の周期中に所定の演算処理が開始されかつ終了しているときには、当該サンプリング信号に同期して前記演算開始信号を前記ディジタル信号処理手段に供給し、当該サンプリング信号とその直前のサンプリング信号間の周期中に所定の演算処理が開始されかつ終了していないときには、前記演算終了信号が入力された後に前記演算開始信号を前記ディジタル信号処理手段に供給する同期オン・オフ手段と、前記ディジタル信号処理手段から入力される演算処理結果データを保持し、前記サンプリング信号に同期して音データとして出力する演算結果出力手段と、を備えることを特徴とする。
【0017】
請求項5記載の電子音発生装置は、請求項3、4記載の電子音発生装置において、前記演算結果出力手段は、前記ディジタル信号処理手段から入力される演算処理結果データを保持するとともに、保持されている演算処理結果データは新たな演算処理結果データにより上書きされることを特徴とする。
【0018】
請求項6記載の携帯機器は、請求項3〜5のいずれかに記載された電子音発生装置を備えていることを特徴とする。
【0019】
本発明の電子音発生方法及び装置によれば、演算量の少ないサンプリング周期に演算量の多いときの演算処理の一部を行うことにより、曲全体としてずれをほとんど発生することなく、より豊かな音出力を実現することができる。
【0020】
また、音データの演算処理に必要な時間の平均値をサンプリング周期内に収めることにより、最大値に合わせていた従来のものに比べて、実質的に演算可能な処理数を多くすることが可能であり、より豊かな音を出力することができる。また、サンプリング周波数を上げることができるから、音質を向上することができる。
【0021】
また、動作周波数を低くすることができるから、低速動作の回路でも使用可能となり、また、本発明を実現するLSIの消費電力を低減することができるし、基板上の実装面積も小さくできる。したがって、小型化、低消費電力化が求められる携帯機器に用いて有効である。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子音発生方法及び装置の実施の形態について、その構成を示す図1、及びそのタイミングチャートである図2を参照して説明する。
【0023】
図1において、本発明の電子音発生装置は、主な構成として、音パラメータ入力回路11、波形メモリ12、ディジタル信号処理回路13、同期オン・オフ回路14、サンプリング信号発生回路15及び演算結果出力回路16を有している。なお、これらの各構成は、図示を省略しているCPUなどの制御装置によって、制御される。
【0024】
まず、音パラメータ入力回路11は、楽器の種類や音階などのデータからなる音パラメータをディジタル信号処理回路13に入力するものであり、CPUなどから指示された音パラメータが選択されて出力される。
【0025】
波形メモリ12は、図示せぬ入出力手段を介して、予め処理対象のPCM音源信号(以後、これを波形データと言う場合もある。)が入力されており、読み出し専用メモリ(ROM)が用いられる。この波形データとしては、個々の楽器毎の種々のデータが、そのメモリアドレスと対応させて記憶されている。
【0026】
ディジタル信号処理回路13は、入力される音パラメータと波形データとに基づいて所要の演算処理を行う。このディジタル信号処理回路13の演算処理は、同期オン・オフ回路14からの演算開始信号iiを受けて開始され、音データとして出力される一纏まりの演算処理を行う。この一纏まりの演算処理が終了すると、演算終了信号ivを同期オン・オフ回路14に供給するとともに、演算処理結果データvを演算結果出力回路16に供給する。なお、演算終了信号ivとともに、或いはそれに代えて演算処理中信号iiiを出力しても良い。
【0027】
サンプリング信号発生回路15は、所定の一定周期(例えば、22.7μs)のサンプリング信号iを同期オン・オフ回路14と演算結果出力回路16に出力する。このサンプリング周期に対して、ディジタル信号処理回路13における一纏まりの演算処理に要する時間は、それら一纏まりの演算処理に必要な時間の最大値はサンプリング周期を越えていても良いが、その平均値はサンプリング周期内に収まっているように設定される。即ち、最大値>サンプリング周期>平均値に設定されている。
【0028】
同期オン・オフ回路14は、入力されたサンプリング信号iに同期させた演算開始信号iiを出力するか、或いは、サンプリング信号iの後に入力された演算終了信号ivを待って、演算開始信号iiを出力するかを決める回路である。演算開始信号iiの出力されるタイミングがどちらになるかは、ディジタル信号処理回路13での一纏まりの演算処理が1つのサンプリング周期内に行われるか否かにより決められる。
【0029】
演算結果出力回路16は、ディジタル信号処理回路13から非同期に出力される演算処理結果データvを保持するレジスタなどを設けており、そのレジスタに保持されている演算処理結果データvをサンプリング同期信号iに同期して読み出し、音データviとして出力する。このレジスタは、そのデータが読み出されても同データを保持し、新たなデータが入力されたときに上書きされる形式のものが使用される。
【0030】
さて、この図1の電子音発生装置の動作を、図2のタイミングチャートも参照して説明する。
【0031】
サンプリング信号iは所定の一定周期T(T1〜T7)毎に発生される。第1周期T1において、時点t1でサンプリング信号iが出力されると、同期オン・オフ回路14はこのサンプリング信号iに同期して演算開始信号iiを発生し、ディジタル信号処理回路13に入力する。ディジタル信号処理回路13では、この演算開始信号iiを受けて、音パラメータ及び波形データを基に、直ちに演算処理を開始し所定の時間後t1′に所定の演算処理を終了する。なお、演算処理中であることを示す演算処理中信号iiiをディジタル信号処理回路13から同期オン・オフ回路14に供給するようにしても良い。
【0032】
演算が終了した時点t1′で、演算終了信号ivが同期オン・オフ回路14に入力されるとともに、演算処理結果データvが演算結果出力回路16に入力され保持される。演算結果出力回路16に保持された演算処理結果データvは次のサンプリング信号iと同期して時点t2で音データとして演算結果出力回路16から出力される。このように、1周期T1内に所要の演算処理が行われるのが通常の形態である。
【0033】
次に、第2周期T2では、その前の周期T1内で演算処理が終了しているので、サンプリング信号iが出力された時点t2で同期して演算開始信号iiが出力され演算処理が開始される。
【0034】
この周期T2での演算処理量が多く、周期T2内では演算処理が終わらず、周期T3内に食い込んで時点t2′で演算処理が終了した例が示されている。
【0035】
この場合、次の周期T3のサンプリング信号iが出力される時点t3では、まだ新たな演算処理結果データvが得られていないので、演算結果出力回路16からは、レジスタに保持されている前回のデータを代わりに出力する。これにより、音データの欠落は防止される。
【0036】
時点t2′で演算処理が終了すると、演算終了信号ivが直ちに出力され、この演算終了信号ivと周期T3のサンプリング信号i(時点t3)により演算開始信号iiが発生される。これにより周期T3に対する演算処理が開始される。これと同時に演算処理結果データvが出力され、演算結果出力回路16のレジスタは新たなデータに上書きされる。そして、周期T2に対する処理結果は1周期Tだけ遅れて時点t4で出力される。
【0037】
周期T3における演算処理時間は、例え1周期T以内の時間であっても、その開始時間が既に周期T3内に食い込んでいたから、その演算終了時点t3′も周期T4に入っている。この時点t3′で周期T3に対する演算が終了すると、周期T4に対する演算開始信号iiが出力され、演算処理が開始される。これと同時に、演算処理結果データvが出力され、演算結果出力回路16のレジスタは新たなデータに上書きされる。そして、周期T3に対する処理結果は1周期Tだけ遅れて時点t5で出力される。
【0038】
周期T4に対する演算処理時間は、かなり短くなって来ているが、まだ、周期T5内に入っている。このため、時点t4′で周期T4に対する演算が終了すると、周期T5に対する演算開始信号iiが出力され、演算処理が開始される。これと同時に、演算処理結果データvが出力され、演算結果出力回路16のレジスタは新たなデータに上書きされる。
【0039】
周期T5においては、周期T4に対する演算が早く終了しており(時点t4′)、周期T5に対する演算処理時間も短くなっており、周期T5内の時点t5′でその演算処理が終了している。
【0040】
この場合には、時点t5′で演算終了信号ivが同期オン・オフ回路14に出力されるが、同期オン・オフ回路14に同一周期T5内で2つ目の演算終了信号ivが入力されたことになる。この同一周期内に2つの演算終了信号ivが発生されたことは、周期T2で後続する周期T3に食い込んだ処理が、この時点で回復されたことを示している。
【0041】
したがって、この同一周期T5内の2つの演算終了信号ivは無視され、これに応じた演算開始信号(図中に破線で表示している)は発生されない。
【0042】
一方、時点t5′で演算処理の終了に応じて、やはり演算処理結果データvが出力される。このため、時点t4′で出力された演算処理結果データは、時点t5′で出力された演算処理結果データにより上書きされる。その結果、時点t4′で出力された演算処理結果データは音データとして出力されることはない。周期T5に対する音データとしては、時点t5′で出力された演算処理結果データが出力される。
【0043】
周期T6以後については、その周期に対する演算処理結果はその周期中にそれぞれ終了するので、その動作は、周期T1における動作と同様である。
【0044】
本発明では、このように、サンプリング周期Tに対して、ディジタル信号処理回路13における一纏まりの演算処理に要する時間の最大値は周期T2に例示されるように、サンプリング周期を越えていても良い。その周期での演算処理時間が次の周期に食い込んだ場合には、その後の周期によってそれを吸収する。この吸収を行うために、一纏まりの演算処理に要する時間の平均値はサンプリング周期内に収まっているように設定される。即ち、最大値>サンプリング周期>平均値に設定されている。
【0045】
一般的に、本発明におけるような電子音発生装置においては、一纏まりとしての演算処理量が多くなるのは、特定音を発生させる場合のパラメータ処理を伴う一連の音データの初期のときに発生するのみである。そのような演算処理量が多くなる発生頻度は、数千回〜数万回に1回程度であり、極めて少ない。
【0046】
本発明の方法においては、サンプリング周期Tを越える演算処理が発生した場合には、同じ音データを2度使用すること、1つの音データが使用されないことになる。しかし、本発明においては、サンプリング周期Tを、一纏まりの演算処理に要する時間の最大値よりは短く、その平均値よりは長くなるように設定しているから、演算処理の遅延はその後の周期によって吸収されるので、曲全体としてのずれは発生しない。また、その発生頻度も極めて少ないから、音質に与える影響はほとんど無視することができる。
【0047】
本発明のように、サンプリング周期Tに対して一纏まりの演算処理に要する時間を設定することによる音質向上など、本発明により得られる効果は十分に大きいといえる。
【0048】
なお、音パラメータ入力回路11、波形メモリ12、ディジタル信号処理回路13、同期オン・オフ回路14、サンプリング信号発生回路15、演算結果出力回路16は、図示していない制御装置とともに、それぞれ単独でLSIを構成することもできるし、また、それらの任意の組み合わせでLSIに作り込むことも可能である。
【0049】
【発明の効果】
本発明によれば、演算量の少ないサンプリング周期に演算量の多いときの演算処理の一部を行うことにより、曲全体としてずれをほとんど発生することなく、より豊かな音出力を実現することができる。
【0050】
また、音データの演算処理に必要な時間の平均値をサンプリング周期内に収めることにより、最大値に合わせていた従来のものに比べて、実質的に演算可能な処理数を多くすることが可能であり、より豊かな音を出力することができる。また、サンプリング周波数を上げることができるから、音質を向上することができる。
【0051】
また、動作周波数を低くすることができるから、低速動作の回路でも使用可能となり、また、本発明を実現するLSIの消費電力を低減することができるし、基板上の実装面積も小さくできる。したがって、小型化、低消費電力化が求められる携帯機器に用いて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施に形態に係る電子音発生装置の構成を示す図。
【図2】図1のタイミングチャート。
【図3】従来の電子音発生装置の構成を示す図。
【図4】図3のタイミングチャート。
【符号の説明】
11 音パラメータ入力回路
12 波形メモリ
13 ディジタル信号処理回路
14 同期オン・オフ回路
15 サンプリング信号発生回路
16 演算結果出力回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic sound generator for playing music using waveform data stored in a storage device, and a portable device (for example, a mobile phone, a synthesizer, a PDA, etc.) using the electronic sound generator.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of generating an electronic sound using waveform data stored in a storage device, all are designed by hardware, and software is used by using a digital signal processing device such as a DSP (digital signal processor). Arithmetic processing methods have been used. Recently, in order to increase the number of simultaneous pronunciations and to cope with various acoustic effects, the calculation contents and calculation order have become complicated. Accordingly, it is becoming difficult to configure all signal processing by hardware from the viewpoint of the design period and change of processing contents.
[0003]
For this reason, a method of processing by software using a digital signal processing apparatus has come to be widely used because a complicated calculation order can be developed as a program.
[0004]
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional electronic sound generator using a digital signal processing device, and FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation thereof.
[0005]
In FIG. 3, the digital
[0006]
The sampling signal i is output every fixed period T (T1 to T7), and each predetermined calculation process is performed within this period T. This period T is 22.7 μs (= 1 / 44.1 kHz) as in, for example, CD. In response to the sampling signal i, the digital
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The amount of computation that can be performed within the sampling period T is determined by the period T and the operating frequency of the LSI in which the electronic sound generator is built. In FIG. 4, when the calculation is started by the sampling signal i at the time point t1, and the required calculation ends at the time point t1 ′ within the cycle T1, the operation is normal. However, when the calculation is started by the sampling signal i at the time point t2 and the required calculation is not completed within the cycle T2, the processing is performed by entering the subsequent cycle T3, and the calculation is completed at the time point t2 ′. The arithmetic processing result data is output in synchronization with the sampling signal i at time t4. At time t3, the sound data already output at time t2 is output again.
[0008]
Thereafter, in the cycle T4, an operation that should be originally performed in the cycle T3 is processed, and in each cycle after the cycle T5, similarly, an operation that should be performed in the previous cycle is processed. Thus, when a required calculation does not end within a certain period, the calculation process to be performed in each subsequent period is delayed in time and is performed in the subsequent period. This delay in calculation processing is accumulated every time a state where a required calculation does not end within one cycle occurs.
[0009]
Since the delay in the arithmetic processing leads to a large shift in the entire music, the maximum calculation amount cannot exceed the sampling period T.
[0010]
In order to avoid such a situation, it is only necessary to decrease the sampling frequency to increase the period T and increase the amount of calculation processing per unit time.
[0011]
However, in order to output a richer timbre, it is necessary to increase the sampling frequency to be output, so it is not preferable to increase the sampling period T. Further, increasing the amount of calculation processing per unit time increases the operating frequency of the LSI in which each of these components is incorporated. In this case, however, the power consumption of the LSI increases and the required area increases. Since it will become large, it is not preferable and it becomes difficult to apply especially to a portable apparatus.
[0012]
Therefore, the present invention can generate a richer timbre without increasing the sampling period and without particularly increasing the operating frequency of the LSI, and can be used suitably for a portable device. And an apparatus and a portable device using the same.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The electronic sound generation method according to claim 1 starts computation processing based on waveform data and sound parameters by a computation start signal, outputs computation processing result data when predetermined computation processing ends, and performs the computation When processing ends during a period between sampling signals having a fixed period, the calculation start signal is generated in synchronization with the sampling signal, and the calculation process does not end during a period between sampling signals having a fixed period. In some cases, the calculation start signal is output after the calculation process is completed.
[0014]
The electronic sound generation method according to
[0015]
According to a third aspect of the present invention, there is provided an electronic sound generating device that starts a calculation process by a calculation start signal based on a waveform storage unit that stores waveform data, waveform data input from the waveform storage unit, and a sound parameter. A digital signal processing means for outputting a calculation processing result data when a predetermined calculation processing is completed, a sampling signal generating means for outputting a sampling signal of a fixed period, and the calculation processing signal; When the sampling signal is input, and when the sampling signal at a certain point in time (hereinafter, the sampling signal) is input and the calculation processing signal is not output, the calculation start signal is synchronized with the sampling signal. When the signal is being supplied to the digital signal processing means and the calculation processing signal is being output, the calculation is completed. And a synchronization on / off means for supplying the computation start signal to the digital signal processing means, and holding the computation processing result data inputted from the digital signal processing means, as sound data in synchronization with the sampling signal And a calculation result output means for outputting.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an electronic sound generating device that starts a calculation process by a calculation start signal based on a waveform storage unit that stores waveform data, waveform data that is input from the waveform storage unit, and a sound parameter. A digital signal processing means for outputting a computation end signal and outputting computation processing result data when the computation processing is completed, a sampling signal generating means for outputting a sampling signal of a fixed period, the computation end signal and the sampling signal When a predetermined calculation process is started and ended during a period between a sampling signal at a certain time point (hereinafter, the sampling signal) and the immediately preceding sampling signal, the synchronization signal is synchronized with the sampling signal. An operation start signal is supplied to the digital signal processing means, and the sampling signal and the immediately preceding sampling signal are supplied. A synchronization on / off means for supplying the calculation start signal to the digital signal processing means after the calculation end signal is input when a predetermined calculation process is started and not ended during a period between the pulling signals; Computation result output means for holding computation processing result data input from the digital signal processing means and outputting as sound data in synchronization with the sampling signal is provided.
[0017]
The electronic sound generator according to claim 5 is the electronic sound generator according to
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a portable device comprising the electronic sound generator according to any of the third to fifth aspects.
[0019]
According to the electronic sound generation method and apparatus of the present invention, by performing a part of calculation processing when the calculation amount is large in a sampling period with a small calculation amount, the entire song is richer without causing almost any deviation. Sound output can be realized.
[0020]
In addition, it is possible to increase the number of processing that can be substantially calculated compared to the conventional one that has been adjusted to the maximum value by keeping the average value of the time required for calculation processing of sound data within the sampling period. It can output richer sound. In addition, since the sampling frequency can be increased, the sound quality can be improved.
[0021]
In addition, since the operating frequency can be lowered, it can be used in a circuit operating at a low speed, the power consumption of the LSI realizing the present invention can be reduced, and the mounting area on the substrate can be reduced. Therefore, it is effective for use in portable devices that are required to be downsized and have low power consumption.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an electronic sound generating method and apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 showing its configuration and FIG. 2 which is a timing chart thereof.
[0023]
In FIG. 1, the electronic sound generator of the present invention mainly includes a sound
[0024]
First, the sound
[0025]
The
[0026]
The digital
[0027]
The sampling
[0028]
The synchronization on / off
[0029]
The calculation
[0030]
Now, the operation of the electronic sound generator of FIG. 1 will be described with reference to the timing chart of FIG.
[0031]
The sampling signal i is generated every predetermined constant period T (T1 to T7). In the first period T1, when the sampling signal i is output at time t1, the synchronization on / off
[0032]
At the time point t1 ′ when the operation is completed, the operation end signal iv is input to the synchronous on / off
[0033]
Next, in the second period T2, since the calculation process is completed within the previous period T1, the calculation start signal ii is output synchronously at the time t2 when the sampling signal i is output, and the calculation process is started. The
[0034]
An example is shown in which the amount of computation processing in this cycle T2 is large, the computation processing does not end within the cycle T2, and the computation processing ends at the time point t2 ′ by biting into the cycle T3.
[0035]
In this case, since the new calculation processing result data v has not yet been obtained at the time t3 when the sampling signal i of the next cycle T3 is output, the previous calculation
[0036]
When the calculation process is completed at time t2 ′, the calculation end signal iv is immediately output, and the calculation start signal ii is generated by the calculation end signal iv and the sampling signal i of the cycle T3 (time t3). Thereby, the calculation process for the cycle T3 is started. At the same time, operation processing result data v is output, and the register of the operation
[0037]
Even if the calculation processing time in the cycle T3 is within one cycle T, the start time has already fallen into the cycle T3, so that the calculation end time t3 ′ is also in the cycle T4. When the calculation for the cycle T3 ends at this time t3 ′, the calculation start signal ii for the cycle T4 is output, and the calculation process is started. At the same time, the operation processing result data v is output, and the register of the operation
[0038]
The calculation processing time for the period T4 has become considerably short, but is still within the period T5. For this reason, when the calculation for the cycle T4 ends at the time point t4 ′, the calculation start signal ii for the cycle T5 is output, and the calculation process is started. At the same time, the operation processing result data v is output, and the register of the operation
[0039]
In the cycle T5, the calculation for the cycle T4 is finished early (time t4 ′), the calculation processing time for the cycle T5 is also shortened, and the calculation processing is finished at the time t5 ′ in the cycle T5.
[0040]
In this case, the calculation end signal iv is output to the synchronous on / off
[0041]
Therefore, the two calculation end signals iv in the same period T5 are ignored, and the calculation start signal corresponding to this is not generated (indicated by a broken line in the figure).
[0042]
On the other hand, in accordance with the end of the arithmetic processing at time t5 ′, the arithmetic processing result data v is also output. Therefore, the arithmetic processing result data output at time t4 ′ is overwritten with the arithmetic processing result data output at time t5 ′. As a result, the calculation processing result data output at the time t4 ′ is not output as sound data. As the sound data for the cycle T5, the calculation processing result data output at the time point t5 ′ is output.
[0043]
After the period T6, the calculation processing result for the period ends during the period, so the operation is the same as the operation in the period T1.
[0044]
In the present invention, as described above, the maximum value of time required for a group of arithmetic processing in the digital
[0045]
In general, in an electronic sound generator as in the present invention, the amount of calculation processing as a group is increased at the initial stage of a series of sound data accompanied by parameter processing when a specific sound is generated. Just do it. The frequency of occurrence of such a large amount of calculation processing is very low, about once every several thousand to several tens of thousands.
[0046]
In the method of the present invention, when an arithmetic process exceeding the sampling period T occurs, the same sound data is used twice, and one sound data is not used. However, in the present invention, the sampling period T is set so as to be shorter than the maximum value of the time required for a group of arithmetic processes and longer than the average value thereof, so that the delay of the arithmetic process is the subsequent period. Therefore, the deviation of the entire song does not occur. In addition, since the frequency of occurrence is extremely low, the influence on the sound quality can be almost ignored.
[0047]
As in the present invention, it can be said that the effects obtained by the present invention are sufficiently large, such as improvement in sound quality by setting a time required for a group of calculation processes for the sampling period T.
[0048]
The sound
[0049]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to realize a richer sound output with almost no deviation as a whole song by performing a part of calculation processing when the calculation amount is large in a sampling period with a small calculation amount. it can.
[0050]
In addition, it is possible to increase the number of processing that can be substantially calculated compared to the conventional one that has been adjusted to the maximum value by keeping the average value of the time required for calculation processing of sound data within the sampling period. It can output richer sound. In addition, since the sampling frequency can be increased, the sound quality can be improved.
[0051]
In addition, since the operating frequency can be lowered, it can be used in a circuit operating at a low speed, the power consumption of the LSI realizing the present invention can be reduced, and the mounting area on the substrate can be reduced. Therefore, it is effective for use in portable devices that are required to be downsized and have low power consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electronic sound generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional electronic sound generator.
4 is a timing chart of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記演算処理が、一定周期のサンプリング信号間の周期中に終了するときは、前記サンプリング信号に同期して前記演算開始信号を発生し、
前記演算処理が、一定周期のサンプリング信号間の周期中に終了しないときには、前記演算処理が終了した後に前記演算開始信号を出力する、
ことを特徴とする電子音発生方法。Calculation processing based on waveform data and sound parameters is started by a calculation start signal, and calculation processing result data is output when a predetermined calculation processing is completed,
When the arithmetic processing ends during a period between sampling signals having a fixed period, the arithmetic start signal is generated in synchronization with the sampling signal,
When the arithmetic processing does not end during a period between sampling signals having a constant period, the arithmetic start signal is output after the arithmetic processing ends.
An electronic sound generating method characterized by the above.
前記波形記憶手段から入力される波形データと、音パラメータとに基づき、演算開始信号により演算処理を開始し、演算処理中信号を出力するとともに、所定の演算処理が終了したときに演算処理結果データを出力するディジタル信号処理手段と、
一定周期のサンプリング信号を出力するサンプリング信号発生手段と、
前記演算処理中信号と前記サンプリング信号とが入力され、ある時点のサンプリング信号(以下、当該サンプリング信号)が入力されたときに前記演算処理中信号が出力されていないときには、当該サンプリング信号に同期して前記演算開始信号を前記ディジタル信号処理手段に供給し、前記演算処理中信号が出力されているときには、その演算終了を待って前記演算開始信号を前記ディジタル信号処理手段に供給する同期オン・オフ手段と、
前記ディジタル信号処理手段から入力される演算処理結果データを保持し、前記サンプリング信号に同期して音データとして出力する演算結果出力手段と、 を備えることを特徴とする電子音発生装置。Waveform storage means for storing waveform data;
Based on the waveform data input from the waveform storage means and the sound parameters, calculation processing is started by a calculation start signal, a calculation processing signal is output, and calculation processing result data is output when a predetermined calculation processing is completed. Digital signal processing means for outputting
Sampling signal generating means for outputting a sampling signal of a fixed period;
When the arithmetic processing signal and the sampling signal are input, and when the sampling signal at a certain time point (hereinafter, the sampling signal) is input and the arithmetic processing signal is not output, it is synchronized with the sampling signal. The computation start signal is supplied to the digital signal processing means, and when the computation processing signal is output, the computation start signal is supplied to the digital signal processing means after the computation is completed. Means,
An electronic sound generator comprising: arithmetic result output means for holding arithmetic processing result data input from the digital signal processing means and outputting the result as sound data in synchronization with the sampling signal.
前記波形記憶手段から入力される波形データと、音パラメータとに基づき、演算開始信号により演算処理を開始し、所定の演算処理が終了したときに演算終了信号を出力するとともに演算処理結果データを出力するディジタル信号処理手段と、
一定周期のサンプリング信号を出力するサンプリング信号発生手段と、
前記演算終了信号と前記サンプリング信号とが入力され、ある時点のサンプリング信号(以下、当該サンプリング信号)とその直前のサンプリング信号間の周期中に所定の演算処理が開始されかつ終了しているときには、当該サンプリング信号に同期して前記演算開始信号を前記ディジタル信号処理手段に供給し、当該サンプリング信号とその直前のサンプリング信号間の周期中に所定の演算処理が開始されかつ終了していないときには、前記演算終了信号が入力された後に前記演算開始信号を前記ディジタル信号処理手段に供給する同期オン・オフ手段と、
前記ディジタル信号処理手段から入力される演算処理結果データを保持し、前記サンプリング信号に同期して音データとして出力する演算結果出力手段と、
を備えることを特徴とする電子音発生装置。Waveform storage means for storing waveform data;
Based on the waveform data input from the waveform storage means and the sound parameters, the calculation processing is started by the calculation start signal, and when the predetermined calculation processing is completed, the calculation end signal is output and the calculation processing result data is output. Digital signal processing means for
Sampling signal generating means for outputting a sampling signal of a fixed period;
When the calculation end signal and the sampling signal are input, and a predetermined calculation process is started and ended during a period between a sampling signal at a certain time point (hereinafter, the sampling signal) and the sampling signal immediately before the sampling signal, The calculation start signal is supplied to the digital signal processing means in synchronization with the sampling signal, and when a predetermined calculation process is started and not ended during the period between the sampling signal and the immediately preceding sampling signal, Synchronization on / off means for supplying the calculation start signal to the digital signal processing means after the calculation end signal is input;
Calculation result output means for holding calculation processing result data input from the digital signal processing means and outputting as sound data in synchronization with the sampling signal;
An electronic sound generating device comprising:
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