JP4930147B2 - 音響信号処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、音響信号伝送用のバスにつながれた複数のノード間において音響信号をバスを介して授受するようにした音響信号処理装置に関する。

従来の、音響信号伝送用のバスにつながれた複数のノード間において音響信号をバスを介して授受するようにした楽音合成装置の一例を図１７に示す。
図１７に示す楽音合成装置において、ＭＩＤＩ・Ｉ／Ｏ（Input/Output）部２０２は、外部のＭＩＤＩ機器との間でＭＩＤＩ信号の入出力を行っており、例えばＭＩＤＩ鍵盤、その他のＭＩＤＩ演奏操作子からのＭＩＤＩ演奏情報がＭＩＤＩ・Ｉ／Ｏ部２０２を介して入力される。その他Ｉ／Ｏ（Input/Output）部２０４は、ＭＩＤＩ信号以外の各種の信号の入出力を行っており、パネルスイッチ部２０６は、ユーザによって操作される各種の音色設定操作子等とされている。音源部２５０は、音源ＬＳＩ２５２，２５４を備え楽音信号を合成している。表示器２０８は、音源部２５０の設定状態等、ユーザに対して各種の情報を表示している。外部記憶装置２１０は、ハードディスク等から構成されている。ＣＰＵ２１２は、制御プログラムを実行することにより、ＣＰＵバス２１８を介して楽音合成装置の各部を制御している。ＲＯＭ２１４は、ＣＰＵ２１２の制御プログラム等が記憶されている。ＲＡＭ２１６は、ＣＰＵ２１２のワークメモリとして用いられる。

また、音源部２５０を構成する音源ＬＳＩ２５２，２５４は、ＣＰＵバス２１８を介して供給される演奏情報および発音パラメータ等に基づいて波形データを生成するとともに、同様に供給されるエフェクトパラメータ等に基づいて、当該波形データにエフェクト処理を施している。音源部２５０における増設ボード２５６，２５８，２６０は、増設ボードの種類に応じて波形データの合成処理、エフェクト処理、記録処理等、各種の処理を行うことができ、音源ＬＳＩ２５２，２５４とともに音源部２５０に所定の機能を実現させている。波形データ転送用のバス（以下、「Ａバス」という）２６２は、音源ＬＳＩ２５２，２５４および増設ボード２５６，２５８，２６０間において波形データを伝送可能なバスとされている。Ａバス２６２は、送信先アドレス等の情報が付与されていない波形データのみが伝送されるため、波形データの伝送帯域を広くすることができる。

なお、音源ＬＳＩ２５２，２５４相互間においては転送される波形データ量が多いため、一部の波形データは相互に直結された直結ラインを介して伝送される。ＤＡコンバータ２６４は、音源ＬＳＩ２５２の出力チャンネルの２チャンネル分の波形データをアナログ信号に変換しており、変換された２チャンネル分のアナログ信号はサウンドシステム２２０から放音される。ワードクロック発生器２５１は、サンプリング周期毎に立ち上がるワードクロックＷＣＫを生成する。このワードクロックＷＣＫは、音源部２５０内の各部に供給される。ワードクロック外部入力端子２６８は、ワードクロック発生器２５１が発生するワードクロックＷＣＫに代えて、外部からワードクロックＷＣＫを受信するために設けられている端子であり、外部機器とサンプリング周期を同期させる場合に用いられる。また、増設ボード２５６，２５８，２６０は、音源部２５０に対して着脱自在に構成されている。

Ａバス２６２を介して波形データを入出力する音源ＬＳＩ２５２，２５４および増設ボード２５６，２５８，２６０等はノードを構成しており、構成されたノードをノードＡ、ノードＢ、ノードＣとする。これらノードにおいては、Ａバス２６２に対して、データ信号ＡＤＡＴ、方向信号ＡＤＩＲおよびクロック信号ＡＣＬＫが入出力される。これらの各信号の入出力端は、ワイアードオア形式でＡバス２６２に接続されており、何れか一つのノードが信号をＡバス２６２に出力しているタイミングにおいては、他のノードの入出力端はハイインピーダンス状態に設定され、必要に応じてノードはＡバス２６２に伝送されている信号を受信している。データ信号ＡＤＡＴはノード間で受け渡しすべき波形データ等の信号であり、クロック信号ＡＣＬＫはデータ信号ＡＤＡＴに同期するクロック信号である。

データ信号ＡＤＡＴおよびクロック信号ＡＣＬＫを出力すべき期間は、ＣＰＵ２１２により各ノード毎に重複しないように設定されており、この期間が「フレーム」とされている。方向信号ＡＤＩＲは、このフレーム期間中“Ｌ”に設定され、これによって他のノードに対して信号出力を禁止する。また、各ノードにおいては、方向信号ＡＤＩＲが“Ｈ”に立上がるよりもクロック信号ＡＣＬＫの１クロック相当だけ早く立上がるフレーム信号ＡＦＲＭも出力される。各ノードに割り当てられるフレームは、「ワードクロックＷＣＫが立ち上がった後の何回目のフレームか」によって定義される。従って、各ノードにおいては、ワードクロックＷＣＫが立ち上がった後、フレームが何回発生したかをカウントすることにより、自ノードのフレームの開始タイミングを検出することができる。

ここで、送信フレームとして、ノードＡに３番目のフレームであるフレーム＃２、ノードＢに１番目のフレームであるフレーム＃０、ノードＣに２番目のフレームであるフレーム＃１が割り当てられた場合におけるタイミング図を図１８に示す。
図１８に示す時刻ｔ０においてワードクロックＷＣＫが立上り、各ノードＡ，Ｂ，Ｃが立ち上がりを検知する。フレーム＃０が割り当てられたノードＢにおいては、時刻ｔ０から所定時間経過した時刻ｔ１に方向信号ＡＤＩＲおよびフレーム信号ＡＦＲＭを“Ｌ”に立下げて、クロック信号ＡＣＬＫを出力すると共に、これに同期するデータ信号ＡＤＡＴを出力する。

また、時刻ｔ２になってノードＢからのデータ出力が終了すると、ノードＢの方向信号ＡＤＩＲが“Ｈ”に立上げられる。なお、時刻ｔ２よりもクロック信号ＡＣＬＫの１周期前にフレーム信号ＡＦＲＭが“Ｈ”に立上げられ、ノードＣは、次のフレームが自ノードに割り当てられたフレーム＃１であることを検出する。そこで、方向信号ＡＤＩＲが立上がった後、所定のマージン時間を経た時刻ｔ３において、上述したノードＢと同様にノードＣが動作する。すなわち、ノードＣの方向信号ＡＤＩＲおよびフレーム信号ＡＦＲＭを“Ｌ”に立下げて、クロック信号ＡＣＬＫを出力すると共に、これに同期してデータ信号ＡＤＡＴを出力する。なお、フレーム間のマージン時間は、データの衝突を避けるために設けられている。次に、ノードＣのフレーム信号ＡＦＲＭが“Ｈ”に立上げられると、ノードＡは次のフレームが自ノードに割り当てられたフレーム＃２であることを検出する。そして、時刻ｔ４においてノードＣの方向信号ＡＤＩＲが“Ｈ”に立上がった後、所定のマージン時間を経た時刻ｔ５において、上述したのと同様の出力処理がノードＡにおいて実行される。
特開２００４−１０２１３１号公報

従来の楽音合成装置等の音響信号処理装置において、増設ボードを構成している部品の劣化、接点不良などにより何れかの増設ボードの動作に問題が生じた場合には、その増設ボードに関する信号処理ができなくなる。そこで、問題のある増設ボードを交換する必要があるが、増設ボードを交換するためにはシステムを一旦停止させてから交換しなければならず、音響信号が停止してしまうという問題点があった。
ところで、処理を実際に行う運用系の機器と、そのバックアップを行う待機系の機器を用意し、運用系の機器に問題が生じたら、待機系の機器がその動作を引き継ぐ冗長化されたシステムが知られているが、音響信号処理装置の場合、サンプリング周期で出力される音響信号を途切れさせずに対応することが望まれており、他の分野の技術をそのまま適用することができないという問題点があった。

そこで、本発明は運用系から待機系への切り替えを、音響信号が途切れることなく実行することが可能な音響信号処理装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の音響信号処理装置は、複数のノードには運用系のノードと待機系のノードとに二重化されたノードが含まれ、運用系と待機系のノードには相互に同じ音響信号が入力されるよう設定されていると共に、同じ制御信号が供給されて、それぞれ、入力された同じ音響信号に対し、同じ制御信号に応じた同じ信号処理を施しており、該信号処理された出力の所定フレームによるオーディオバスへの送出は運用系のノードのみ許可され、待機系のノードからの所定フレームの送出は禁止されるように設定され、切り替え指示が発生したときに、同じサンプリング周期内に、運用系のノードからの所定フレームのオーディオバスへの送出が停止されると共に、待機系のノードからの所定フレームのオーディオバスへの送出が開始されることを最も主要な特徴としている。

本発明によれば、複数のノードには運用系のノードと待機系のノードとに二重化されたノードが含まれ、運用系と待機系のノードには相互に同じ音響信号が入力されるよう設定されていると共に、同じ制御信号が供給されて、それぞれ、入力された同じ音響信号に対し、同じ制御信号に応じた同じ信号処理を施しており、該信号処理された出力の所定フレームによるオーディオバスへの送出は運用系のノードのみ許可され、待機系のノードからの所定フレームの送出は禁止されるように設定され、切り替え指示が発生したときに、同じサンプリング周期内に、運用系のノードからの所定フレームのオーディオバスへの送出が停止されると共に、待機系のノードからの所定フレームのオーディオバスへの送出が開始されることから、運用系のノードから待機系のノードへの切り替えを音響信号が途切れることなく実行することができるようになる。

本発明の実施例である音響信号処理装置の構成を示すブロック図を図１に示す。
図１に示す本発明にかかる音響信号処理装置１において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０は音響信号処理装置１の全体の動作を制御すると共に、音響信号処理部２０が実行する音響信号処理の制御を行っている。フラッシュメモリ１１には、ＣＰＵ１０の制御の基で音響信号処理部２０が実行する音響信号処理に関連する動作ソフトウェア等が格納されている。フラッシュメモリ１１は書き換え可能とされていることから、動作ソフトウェアを書き換え可能となり動作ソフトウェアのバージョンアップを容易に行うことができる。ＲＡＭ（Random Access Memory）１２には、ＣＰＵ１０のワークエリアや各種データ等の記憶エリアが設定されている。外部記憶装置１３は、ハードディスク記憶装置等の大容量の記憶装置であり、動作ソフトウェアやパラメータ等が格納されている。表示器１４は液晶等の表示手段を備え、音響信号処理にかかる各種設定画面や設定内容を表示する画面を表示手段に表示している。

パネルスイッチ部（パネルＳＷ）１５は、音響信号処理装置１のパネルに設けられているユーザによって操作される各種操作子とされている。その他Ｉ／Ｏ（Input/Output）部１６は、ＭＩＤＩ信号以外の各種の信号の入出力を行う入出力部である。また、ＭＩＤＩ Ｉ／Ｏ（Input/Output）部１７は、外部のＭＩＤＩ機器と音響信号処理装置１との間でＭＩＤＩ信号の入出力を行う入出力部であり、例えばＭＩＤＩ鍵盤、その他のＭＩＤＩ演奏操作子からのＭＩＤＩ演奏情報がＭＩＤＩ Ｉ／Ｏ部１７を介して入力される。マイク＆サウンドシステム１８は、音響信号処理装置１に入力される音響信号を拾うマイクと、音響信号処理装置１において処理された音響信号を放音するサウンドシステムとを備えている。ＣＰＵバス１９は、音響信号処理装置１の各部が相互に各種データの授受を行うバスであり、ＣＰＵ１０は、制御プログラムを実行することにより、ＣＰＵバス１９を介して音響信号処理装置１の各部を制御している。

音響信号処理部２０は、サンプリング周期毎にマイク＆サウンドシステム１８や後述するアナログ入力カードから入力された音響信号に音響処理を施す音響信号処理部とされており、音響信号を伝送するAudio転送バス（以下、「Ａバス」という）２６を有している。Ａバス２６は送信先アドレス等の情報が付与されていない音響信号のみが伝送されるため、音響信号の伝送帯域を広くすることができ、例えば５１２チャンネルの音響信号を伝送可能とされている。音響信号処理部２０は、音響信号を入力するノード、音響信号を処理するノードや処理された音響信号を出力するノードとされる「ノード０」〜「ノード７」の８つのノードを備えている。ただし、ノード数は設計の段階において任意の数のノード数に設計することができる。ワードクロック発生器２８はＰＬＬ（Phase Locked Loop）等の発振器とされ、サンプリング周期毎に立ち上がるワードクロックＷＣＫを生成する。このワードクロックＷＣＫは、音響信号処理部２０内の各部に供給されて、「ノード０」〜「ノード７」の８つのノードは、同一のサンプリング周波数の基で動作するようになる。この場合、音響信号処理部２０のクロック端子ＣＬにサンプリング周期を周期とするワードクロックＷＣＫを外部から供給して、この外部のワードクロックＷＣＫにワードクロック発生器２８を同期させるようにしてもよい。このようにすると、外部機器と音響信号処理装置１とのサンプリング周期を同期させることができる。

「ノード０」はマイク＆サウンドシステム１８との間のアナログ入出力ノード２１とされ、例えば２４チャンネルの音響信号をマイク＆サウンドシステム１８から入力するアナログ入力と、処理された音響信号をマイク＆サウンドシステム１８へ出力する１２チャンネルのアナログ出力とを有している。なお、「ノード０」は着脱可能なカードを備えておらず固定とされている。「ノード１」は着脱可能なアナログ入力カード２２ａと、該アナログ入力カード２２ａとＡバス２６との間およびＣＰＵバス１９との間に設けられアナログ入力カード２２ａの入出力を制御するカードＩ／Ｏ（Input/Output）（１）とから構成されている。アナログ入力カード２２ａの音響信号を入力するアナログ入力のチャンネル数は、例えば３２チャンネルとされている。「ノード２」は着脱可能なアナログ入力カード２２ｂと、該アナログ入力カード２２ｂとＡバス２６との間およびＣＰＵバス１９との間に設けられアナログ入力カード２２ｂの入出力を制御するカードＩ／Ｏ（２）とから構成されている。アナログ入力カード２２ｂの音響信号を入力するアナログ入力のチャンネル数は、例えば３２チャンネルとされている。

このように、「ノード１」と「ノード２」とは同じ構成を有して同じ機能のノードとされて、例えば「ノード１」が運用系に「ノード２」が待機系とされて二重化されている。運用系の「ノード１」と待機系の「ノード２」には、同じ制御信号がＣＰＵバス１９から供給され、各ノードにはそれぞれ同じ音響信号が同じ入力チャンネルに供給されて、同じ制御信号に応じた相互に同じ信号処理が施される。そして、運用系の「ノード１」からの信号処理された音響信号のＡバス２６への出力は許可されているが、待機系の「ノード２」からのＡバス２６への出力は禁止されている。また、運用系と待機系とを切り替える切り替え指示がユーザ等から指示されると運用系のノードが「ノード２」に切り替えられて、「ノード１」が待機系に切り替えられるようになる。この場合、切り替え指示が発生したときに、同じサンプリング周期内において、運用系のノードと待機系のノードの切り替えが行われるため、運用系のノードから待機系のノードへの切り替えを音響信号が途切れることなく実行することができるようになる。切り替え指示は、ユーザがパネルスイッチ部１５において切り替えの操作をした際や、運用系のノードの動作に異常が検出された際に発生する。

また、運用系のノードと待機系のノードとに二重化されている場合は、そのノードを構成しているカードを活線挿抜（Hot Swap）することができる。これにより、音響信号処理装置１の動作中においても差し替えたいカードで構成されるノードを待機系に切り替えることができることから、動作に異常の兆候が見られるカードのノードを待機系に切り替えて事前にカードの交換を行うことができるようになる。この際においても、音響信号が途切れることなくノードの切り替えおよびカードの交換を行うことができるようになる。

次に、「ノード３」はＤＳＰ（Digital Signal Processor）を搭載したＤＳＰカード２３ａと、該ＤＳＰカード２３ａとＡバス２６との間に設けられＤＳＰカード２３ａの入出力を制御するカードＩ／Ｏ（３）とから構成されている。また、「ノード４」はＤＳＰを搭載したＤＳＰカード２３ｂと、該ＤＳＰカード２３ｂとＡバス２６との間およびＣＰＵバス１９との間に設けられＤＳＰカード２３ｂの入出力を制御するカードＩ／Ｏ（４）とから構成されている。「ノード３」と「ノード４」とはＣＰＵバス１９を介して同じプログラムがロードされていると共に同じ制御パラメータが供給され、同じ機能のノードとされており、例えば「ノード３」が運用系とされ「ノード４」が待機系とされて二重化されている。運用系の「ノード３」と待機系の「ノード４」の各ノードにはそれぞれ同じ音響信号が同じ入力チャンネルでＡバス２６を介して転送されて、同じプログラムおよび同じ制御パラメータに応じた相互に同じ信号処理が音響信号に施される。この信号処理は、例えばミキシング処理に関する処理とされる。「ノード３」および「ノード４」における音響信号が入力される入力チャンネル数は例えば４８チャンネルとされ、処理された音響信号を出力する出力チャンネル数は２４チャンネルとされる。そして、運用系の「ノード３」からの信号処理された音響信号のＡバス２６への出力は許可されているが、待機系の「ノード４」からのＡバス２６への出力は禁止される。運用系のノードと待機系のノードとの切り替えは、前述した「ノード１」と「ノード２」と同様に行われ、運用系のノードから待機系のノードへの切り替えを音響信号が途切れることなく実行することができるようになる。

「ノード５」はＤＳＰを搭載したＤＳＰカード２３ｃと、該ＤＳＰカード２３ｃとＡバス２６との間およびＣＰＵバス１９との間に設けられＤＳＰカード２３ｃの入出力を制御するカードＩ／Ｏ（５）とから構成されている。「ノード５」には、ＣＰＵバス１９を介してプログラムがロードされていると共に制御パラメータが供給されており、例えば４８チャンネルのチャンネル数の音響信号がＡバス２６を介して転送されて、ロードされたプログラムおよび制御信号に応じた信号処理が音響信号に施される。この信号処理は、例えばミキシング処理に関する処理とされる。「ノード５」の処理された音響信号を出力する出力チャンネル数は、例えば２４チャンネルとされる。「ノード７」は着脱可能なデジタル入出力カード２４と、該デジタル入出力カード２４とＡバス２６との間およびＣＰＵバス１９との間に設けられデジタル入出力カード２４の入出力を制御するカードＩ／Ｏ（７）とから構成されている。「ノード７」には、制御信号がＣＰＵバス１９から供給され、例えば２４チャンネルのチャンネル数の音響信号がＡバス２６を介して転送されて、制御信号に応じた信号処理が施されてＡバス２６へ出力される。出力チャンネル数は、例えば６４チャンネルとされる。

また、「ノード６」はカードが装着されていない空きノードとされており、装着可能なカードとＡバス２６との間およびＣＰＵバス１９との間に設けられカードの入出力を制御するカードＩ／Ｏ（６）のみを備えている。カードとしてＤＳＰカードを装着して、「ノード５」にロードされているプログラムと同じプログラムと同じ制御パラメータをＣＰＵバス１９を介して「ノード６」に供給することで、「ノード６」は「ノード５」と同じ機能となって、一方のノードを運用系に他方のノードを待機系とする二重化を行うことができる。また、カードとしてデジタル入出力カードを装着して、「ノード７」と同じ制御信号をＣＰＵバス１９を介して「ノード６」に供給すると共に、同じチャンネルの音響信号をＡバス２６を介して転送することで、「ノード６」は「ノード７」と同じ機能となって、一方のノードを運用系に他方のノードを待機系とする二重化を行うことができる。
なお、各ノード間にはカードＩ／Ｏ間を破線で結んで示されているノード間通信路が設けられており、このノード間通信路により運用系のノードと待機系のノードとの間の切替要求指示や切替許可の通信を行うことができる。

次に、ノードの構成の詳細を図２に示す。図２においては１つのノードの構成だけが示されており、このノードはカード２７とカードＩ／Ｏ２５から構成されている。カード２７は制御マイコン２７ａとＡｕｄｉｏ回路２７ｂとから構成され、制御マイコン２７ａがカード２７にロードされたプログラムを実行したり、供給された制御信号に応じてＡｕｄｉｏ回路２７ｂを制御することにより、Ａｕｄｉｏ回路２７ｂにおいてカード２７に供給された音響信号に音響処理が施される。制御マイコン２７ａには、Ａｕｄｉｏ回路２７ｂの制御パラメータを記憶した制御レジスタが含まれており、Ａｕｄｉｏ回路２７ｂは、音響信号処理部２０におけるサンプリングクロックに同期して音響信号の処理を行っている。カードＩ／Ｏ２５はカード２７を装着するスロットを備え、ＣＰＵバス１９と制御マイコン２７ａとの間に設けられる制御Ｉ／Ｏ２５ａと、Ａバス２６とＡｕｄｉｏ回路２７ｂとの間に設けられるＡｕｄｉｏＩ／Ｏ２５ｂと、カード２７をスロットに活線挿抜するためのホットスワップ回路（HotSwap）２５ｃとから構成されている。制御Ｉ／Ｏ２５ａは、ＣＰＵ１０と制御マイコン２７ａとの間の通信用Ｉ／Ｏであり、ＡｕｄｉｏＩ／Ｏ２５ｂの制御パラメータを記憶した制御レジスタを含んでいる。ＡｕｄｉｏＩ／Ｏ２５ｂはＡバス２６からカード２７への受信信号、カード２７からＡバス２６への送信信号を一時記憶するバッファを備え、Ａバス２６とＡｕｄｉｏ回路２７ｂとの間の音響信号の入出力を制御している。

カード２７からは動作クロックがカードＩ／Ｏ２５に供給され、この動作クロックに同期してカードＩ／Ｏは入出力制御を行っている。そして、カード２７の動作クロックはＡバス２６への転送用クロックとなることから、カード２７とカードＩ／Ｏ２５との間の音響信号の受け渡し回路を簡易な構成とすることができる。なお、カード２７がＡバス２６に直接接続されていないことから、カードＩ／Ｏ２５のスロットへのカード２７の装着の有無によりＡバス２６の特性が変化しないようになる。また、カード２７とカードＩ／Ｏ２５間の転送レートを、Ａバス２６の転送レートより低くすることができ、ホットスワップ回路２５ｃを簡易な構成にすることができる。なお、ホットスワップ回路２５ｃからカード２７へ動作電力が供給されており、カード２７をスロットに装着した際にはカード２７へ電力を供給する電力線が先に接続されて、カードＩ／Ｏ２５との間の信号の授受を行う伝送線が次いで接続されるようになる。

図１に示す音響信号処理装置１がミキシング処理装置に設定されている際のミキシング処理のアルゴリズムを図３に示す。
図３において、「ノード０」のアナログ入出力ノード２１におけるアナログ入力部３０に入力された複数のアナログ信号は、内蔵されているＡＤ変換器によりデジタル信号に変換されて入力パッチ３３に入力される。また、「ノード１」のアナログ入力カード２２ａに入力された複数のアナログ信号は、内蔵されているＡＤ変換器によりデジタル信号に変換されて入力パッチ３３に入力される。さらに、「ノード７」のデジタル入出力カード２４におけるデジタル入力部３２に入力された複数のディジタル信号は、そのまま入力パッチ３３に入力される。なお、アナログ入力部３０から入力パッチ３３へは、例えば２４チャンネル分のデジタルの音響信号が入力され、アナログ入力部３１ｂから入力パッチ３３へは、例えば３２チャンネル分のデジタルの音響信号が入力され、デジタル入力部３２から入力パッチ３３へは、例えば６４チャンネル分のデジタルの音響信号が入力される。また、アナログ入力部３１ｂは、「ノード２」のアナログ入力カード２２ｂのアナログ入力部とされてアナログ入力部３１ａと同じ入力が供給されて同じようにデジタル信号に変換しており、運用系とされているアナログ入力部３１ａに対する待機系のアナログ入力部３１ｂとされて二重化されている。

入力パッチ３３では、アナログ入力部３０、アナログ入力部３１ａ（３１ｂ）およびデジタル入力部３２から入力された合計１２０チャンネルの音響信号を、例えば２４チャンネルとされる入力チャンネル部３４ａの各入力チャンネル毎、および、例えば４８チャンネルとされる入力チャンネル部３５の各入力チャンネル毎に選択的にパッチ（結線）することができ、各入力チャンネルには、入力パッチ３３でパッチされた入力部からの音響信号が供給される。なお、入力チャンネル部３４ａは、「ノード３」のＤＳＰカード２３ａにより実現されており、入力チャンネル部３５は「ノード５」のＤＳＰカード２３ｃにより実現されている。また、入力チャンネル部３４ｂは、「ノード４」のＤＳＰカード２３ｂにより実現されており、入力チャンネル部３４ａの各入力チャンネルにパッチされた音響信号と同じ音響信号がパッチされて供給されて同じように信号処理されて二重化されており、運用系とされている入力チャンネル部３４ａに対する待機系の入力チャンネル部３４ｂとされている。

入力チャンネル部３４ａ（３４ｂ）および入力チャンネル部３５における各入力チャンネルには、アッテネータ、イコライザ、コンプレッサ、フェーダ、ＭＩＸバス３６への送り出しレベルを調整するセンド調整部が備えられており、これらの入力チャンネルにおいて、周波数バランスやＭＩＸバス３６へ送出されるレベルが制御される。入力チャンネル部３５から出力される４８チャンネルのデジタル信号がＭＩＸバス３６においてミキシングされた２４チャンネルのミキシング結果と、入力チャンネル部３４ａ（３４ｂ）からＭＩＸバス３６に送出された２４チャンネルのデジタル信号とがミキシングされてＭＩＸバス３６から出力される。ＭＩＸバス３６から出力される２４チャンネルのミキシング出力は出力チャンネル部３７ａに出力される。これにより、２４通りにミキシングされた２４チャンネルのミキシング出力を得ることができる。

また、出力チャンネル部３７ａは、例えば２４出力チャンネルとされており、各出力チャンネルには、アッテネータ、イコライザ、コンプレッサ、フェーダが備えられて、各出力チャンネルにおいて、周波数バランスおよび出力パッチ３８へ送出されるレベルが制御される。なお、出力チャンネル部３７ａは、「ノード３」のＤＳＰカード２３ａにより実現されている。また、出力チャンネル部３７ｂは、「ノード４」のＤＳＰカード２３ｂにより実現されており、ＭＩＸバス３６から出力チャンネル部３７ａに出力された２４チャンネルのミキシング結果が出力チャンネル部３７ｂにも供給されて同じように信号処理されて二重化されており、運用系とされている出力チャンネル部３７ａに対する待機系の出力チャンネル部３７ｂとされている。

出力パッチ３８では、出力チャンネル部３７ａ（３７ｂ）からの２４チャンネルのミキシング信号の何れか１つのチャンネルを、アナログ出力部３９やデジタル出力部４０の各出力ポート毎に選択的にパッチ（結線）することができ、各出力ポートには、出力パッチ３８でパッチされたチャンネルからの信号が供給される。なお、アナログ出力部３９は、「ノード０」のアナログ入出力ノード２１におけるアナログ出力部により実現されており、デジタル出力部４０は「ノード７」のデジタル入出力カード２４におけるデジタル出力部により実現されている。
なお、図３において破線Ａで囲む部分と破線Ｆで囲む部分が「ノード０」の機能で実現されており、破線Ｂで囲む部分が「ノード１」の機能あるいは「ノード２」の機能で実現されている。また、破線Ｃで囲む部分と破線Ｇで囲む部分が「ノード７」の機能で実現されており、破線Ｄで囲む部分が「ノード３」の機能あるいは「ノード４」の機能で実現されている。さらに、破線Ｅで囲む部分が「ノード５」の機能で実現されている。

次に、ＲＡＭ１２中のカレントメモリには「ノード０」に含まれているカードＩ／Ｏ（０）とカードＩ／Ｏ（１）〜（７）のパラメータを格納する領域と、各ノードを構成するカード２２ａ〜２４の信号処理用パラメータを格納する領域とが作成されている。そこで、図４（ａ）（ｂ）にカレントメモリのカードＩ／Ｏ分の領域の構成およびカード分の領域の構成を示す。カレントメモリのカードＩ／Ｏ分の領域としては、図４（ａ）に示すようにカードＩ／Ｏ（０）ないしカードＩ／Ｏ（７）の各領域が用意されている。この各領域には、カードＩ／Ｏの各パラメータが格納されており、各パラメータにはカード種別、カードＩＤ、二重化情報、送信制御情報（フレーム番号、チャンネル）、受信制御情報（フレーム番号、チャンネル）などが含まれる。なお、運用系と待機系に二重化されているノードにおけるカードＩ／Ｏにおいてはいずれか一つの出力のみが許可されている。また、カレントメモリのカード分の領域としては、図４（ｂ）に示すように「ノード０」を構成しているアナログ入出力ノード２１用の領域、「ノード１」を構成しているアナログ入力カード２２ａ用と「ノード２」を構成しているアナログ入力カード２２ｂ用の共通とされる領域、「ノード３」を構成しているＤＳＰカード２３ａ用と「ノード４」を構成しているＤＳＰカード２３ｂ用の共通とされる領域、「ノード５」を構成しているＤＳＰカード２３ｃ用の領域、「ノード７」を構成しているデジタル入出力カード２４用の領域とされている。これらの各領域には、信号処理を制御する共通の各信号処理用パラメータが格納されている。このように、運用系と待機系で二重化されているカードでは共通の同じパラメータを使用するため、カレントメモリの領域は共通の１つの領域とされている。

ところで、Ａバス２６は音響信号を伝送するデータ信号線と、クロック信号を伝送するクロック信号線と、方向信号線およびフレーム信号線とから構成されている。音響信号およびクロック信号を出力すべき期間は、ＣＰＵ１０により各ノード毎に重複しないように設定されている。この期間が「フレーム」であり、このフレーム期間中に当該ノードから“Ｌ”レベルの方向信号が方向信号線に出力され、これによって他のノードに対して信号出力を禁止している。また、方向信号が“Ｌ”から“Ｈ”に立上がるよりも１クロックだけ早く立上がるフレーム信号がフレーム信号線に出力される。各ノードに割り当てられるフレームは、「ワードクロックＷＣＫが立ち上がった後の何回目のフレームか」によって定義される。従って、各ノードにおいては、ワードクロックＷＣＫが立ち上がった後、フレーム信号の立上がり回数をカードＩ／Ｏがカウントすることにより、自ノードのフレームの開始タイミングを検出している。さらに、「ノード０」ないし「ノード７」のＡバス２６における各信号線に接続される入出力端はワイヤードオアで接続されている。これにより、何れかのノードから“Ｌ”信号が出力されていない信号線はハイインピーダンス状態（“Ｈ”）となり、何れかのノードから“Ｌ”信号が出力されている信号線のレベルは“Ｌ”となる。そこで、フレーム期間中においては、当該ノードから“Ｌ”レベルのフレーム信号をフレーム信号線に出力することで、他のノードに対して信号出力を禁止している。

また、各ノードにおいては受信すべき音響信号が出力されるフレームにおけるチャンネルのタイミングでデータ信号線上の音響信号を受信するよう制御することで、所望のチャンネルの音響信号を受信することができる。このように、データ信号線に出力するデータ信号はノード間で受け渡しすべき波形データ等の音響信号とされている。また、クロック信号線に出力するクロック信号はデータ信号に同期するクロック信号とされている。ここで、ワードクロックＷＣＫの立上がり後に発生する順序によって、各フレームをフレーム＃０、フレーム＃１、フレーム＃２、・・・・のように表記する。各ノードに対しては、１サンプリング周期内に一または複数の送信フレームを割り当てることができる。この場合、音響信号処理部２０における「ノード０」ないし「ノード７」が送信するタイミング図は、図１８に示すタイミング図が一例とされる。

そこで、「ノード０」ないし「ノード７」がフレームを出力するタイミングの一例を図５に示す。図５においては「ノード０」に１番目のフレームであるフレーム＃０、「ノード１」に２番目のフレームであるフレーム＃１、「ノード３」に３番目のフレームであるフレーム＃２、「ノード５」に４番目のフレームであるフレーム＃３、「ノード７」に５番目のフレームであるフレーム＃４が割り当てられた場合のタイミングとされている。
図５に示すタイミング図において、時刻ｔ０でワードクロックＷＣＫが立ち上ると、ワードクロックＷＣＫが立ち上がったことが「ノード０」ないし「ノード７」において検出される。そして、フレーム＃０が割り当てられた「ノード０」においては、ワードクロックＷＣＫが立ち上がってから所定時間経過したタイミングｔ１で方向信号およびフレーム信号ＡＦＲＭを“Ｌ”に立ち下げる。そして、クロック信号線に図示しないクロック信号を出力すると共に、このクロック信号に同期するデータ信号のフレーム＃０をデータ信号線Ｆｒａｍｅに出力する。フレーム＃０では２４チャンネル分のデジタル化された音響信号がＡバス２６へ出力される。

「ノード０」からのデータ信号の出力が終了すると、「ノード０」から出力されているフレーム信号ＡＦＲＭが“Ｈ”に立上げられると共に、１クロック遅れて図示しない方向信号が“Ｈ”に立上げられる。これにより、「ノード１」においてＡバス２６上のフレーム信号ＡＦＲＭの１回めの立上がりが検出され、次のフレームが自ノードに割り当てられたフレーム＃１であると検出される。そこで、「ノード１」は時刻ｔ２で図示しない方向信号およびフレーム信号ＡＦＲＭを“Ｌ”に立ち下げる。そして、クロック信号線に図示しないクロック信号を出力すると共に、このクロック信号に同期するデータ信号のフレーム＃１をデータ信号線Ｆｒａｍｅに出力する。フレーム＃１では３２チャンネル分のデジタル化された音響信号がＡバス２６へ出力される。なお、フレーム間のマージン時間は、データの衝突を避けるために設けられている。

そして、「ノード１」からのデータ信号の出力が終了すると、「ノード１」から出力されているフレーム信号ＡＦＲＭが“Ｈ”に立上げられると共に、１クロック遅れて図示しない方向信号が“Ｈ”に立上げられる。これにより、「ノード３」においてＡバス２６上のフレーム信号ＡＦＲＭの２回めの立上がりが検出され、次のフレームが自ノードに割り当てられたフレーム＃２であると検出される。そこで、「ノード３」は時刻ｔ３で図示しない方向信号およびフレーム信号ＡＦＲＭを“Ｌ”に立ち下げる。そして、クロック信号線に図示しないクロック信号を出力すると共に、このクロック信号に同期するデータ信号のフレーム＃２をデータ信号線Ｆｒａｍｅに出力する。フレーム＃２では２４チャンネル分の出力チャンネル部３７ａ（３７ｂ）からの音響信号がＡバス２６へ出力される。「ノード５」「ノード７」においても同様の動作を行い、「ノード５」からはフレーム＃３が時刻ｔ４からデータ信号線Ｆｒａｍｅに出力され、「ノード７」からはフレーム＃４が時刻ｔ５からデータ信号線Ｆｒａｍｅに出力される。フレーム＃３では２４チャンネル分のミキシング結果とされる音響信号がＡバス２６へ出力され、フレーム＃４では６４チャンネル分のデジタル入力された音響信号がＡバス２６へ出力される。割り当てられた全てのフレームからのデータ信号の出力が終了すると、次にワードクロックＷＣＫが立ち上がるまで、Ａバス２６の各信号線はハイインピーダンス状態に保たれる。
なお、図５に示す例では、各ノードに１フレームづつフレームが割り当てられているが、１サンプリング（ＤＡＣ）周期内に複数の送信フレームを一つのノードに割り当てるようにしてもよい。

次に、「ノード０」ないし「ノード７」の入出力チャンネル数の一例を図６に示す。
図６に示す例では、「ノード０」はアナログの音響信号をマイク＆サウンドシステム１８から入力してデジタル信号に変換して入力パッチ３３に相当するＡバス２６へフレーム＃０により出力する２４チャンネルのアナログ入力と、出力パッチ３８に相当するＡバス２６からフレーム＃２の２４チャンネルのうちのパッチされた１２チャンネル分受信したデジタルの音響信号をアナログ信号に変換してマイク＆サウンドシステム１８へ出力する１２チャンネルのアナログ出力とを有している。「ノード１」は、アナログの音響信号をアナログ入力カード２２ａから入力してデジタル信号に変換して入力パッチ３３に相当するＡバス２６へフレーム＃１により出力する３２チャンネルのアナログ入力を有している。「ノード２」は、アナログ入力カード２２ａに入力された音響信号と同じ音響信号をアナログ入力カード２２ｂから入力してデジタル信号に変換して入力パッチ３３に相当するＡバス２６へフレーム＃１により出力する３２チャンネルのアナログ入力を有している。ただし、「ノード２」は運用系に切り替えられた際にＡバス２６への出力が許可される。

「ノード３」は、入力パッチ３３に相当するＡバス２６からフレーム＃０、フレーム＃１およびフレーム＃４の合計１２０チャンネルのうちのパッチされた２４チャンネルのデジタルの音響信号を受信する入力チャンネルと、「ノード５」からＡバス２６へフレーム＃３により出力されたミキシング結果の２４チャンネルの音響信号を受信する入力チャンネル（入力チャンネルは合計４８チャンネル）と、４８チャンネルの入力チャンネルから入力された音響信号をミキシングして出力パッチ３８に相当するＡバス２６へフレーム＃２により出力する２４チャンネルの出力チャンネルを有している。「ノード４」は「ノード３」と同様の構成とされるが、「ノード４」は運用系に切り替えられた際にＡバス２６へフレーム＃２の出力が許可される。「ノード５」は、入力パッチ３３に相当するＡバス２６からフレーム＃０、フレーム＃１およびフレーム＃４の合計１２０チャンネルのうちのパッチされた４８チャンネルのデジタルの音響信号を受信してＭＩＸバス３６でミキシングした２４チャンネルのミキシング結果をフレーム＃３によりＡバス２６へ出力している。「ノード７」は、デジタルの音響信号をデジタル入出力カード２４から入力して入力パッチ３３に相当するＡバス２６へフレーム＃４により出力する６４チャンネルのデジタル入力と、出力パッチ３８に相当するＡバス２６から受信したフレーム＃２のパッチされた２４チャンネルのデジタルの音響信号をデジタルレコーダ等に出力するデジタル出力とを有している。

次に、音響信号処理装置１においてＣＰＵ１０が実行するシステム設定処理のフローチャートを図７に、その際に表示器１４に表示されるシステム設定の表示画面を図８に示す。
音響信号処理装置１において電源が投入されたりシステムがリセットされた際にシステム設定処理が起動され、ステップＳ１０にて今までの設定がクリアされると共に、図８に示すシステム設定の表示画面が表示器１４に表示されて初期設定が行われる。初期設定ではノードと各ノードに装着されているカードの種類が自動検出されて、ノード欄にノード番号が表示されると共に、表示画面のカード欄に「アナログ入力」「ＤＳＰ」「デジタル入出力」等のカード種類が表示される。なお、「ノード０」は着脱可能とされておらず固定とされて種類等が変更されないことから表示画面には表示されない。また、表示画面のグループ欄は運用系と待機系とに二重化するノードを同じグループに属させる二重化設定が行われる。このグループ化することによる二重化設定はユーザが設定し、図示する例では「ノード１」と「ノード２」とが「グループ０」に属するよう設定され、「ノード３」と「ノード４」とが「グループ１」に属するよう設定されている。この場合、カードが装着されていないノードであっても二重化設定は行うことができる。

また、表示画面のＡ欄はアクティブとされているノードに「＊」マークが表示されている欄とされる。アクティブとされるノードは信号処理を行った音響信号のＡバス２６への出力が許可され、ノンアクティブとされるノードは信号処理は行うが、信号処理を行った音響信号のＡバス２６への出力は禁止される。なお、グループ化されているノードについてはグループ内の一つのノードがアクティブとされ、「グループ０」では「ノード１」が「グループ１」では「ノード３」がアクティブとされている。また、グループ化されていないノードについてはカードが装着されていないノードを除く「ノード５」および「ノード７」がアクティブとされる。このようなシステム設定処理がシステム設定処理のステップＳ１１以降において行われる。

そこで、ステップＳ１０の初期設定処理が終了すると、ステップＳ１１において前記した運用系と待機系とに二重化するノードをユーザが同じグループに属させる二重化設定が行われる。この場合、図８に示す表示画面のように設定した場合では二重化数は「２」となる。次いで、ステップＳ１２にて各ノードにおけるカードの処理内容に応じた信号処理用パラメータを格納したカレントメモリ（カード分）を準備する。この場合、二重化されているノードについては１グループに１つのメモリ領域が準備され、図８に示す表示画面のように設定されている場合は図４（ｂ）に示す通りのカレントメモリ（カード分）が準備される。そして、ステップＳ１３にてアナログ入力カード２２ａないしデジタル入出力カード２４に処理内容に応じたプログラムや信号処理用パラメータがカレントメモリから読み出されてロードされ、「ノード０」ないし「ノード７」が動作可能な状態とされる。なお、二重化設定において運用系と待機系とするノードを音響信号処理装置１のメーカが予め決めておいても良い。例えば、第（ｉ）ノードと第（ｉ＋１）ノード（ただし、ｉは奇数）とを二重化するノードとしてグループ化し、奇数ノードを運用系に偶数ノードを待機系に設定する等と決めておくことができる。

次に、カレントメモリに格納されているノードの信号処理用パラメータを変更する操作が行われた際にＣＰＵ１０が実行するパラメータ値変更処理のフローチャートを図９に示す。
パネルＳＷ１５に用意されているフェーダやチャンネルのオン／オフスイッチ等の操作子が操作されて信号処理用パラメータの操作が行われると、パラメータ値変更処理が起動されステップＳ２０にてカレントメモリ中の対応するパラメータの値が変更される。次いで、ステップＳ２１にてパラメータの表示が更新される。さらに、ステップＳ２２にて変更されたパラメータの制御対象のノードが特定される。この場合、二重化されている場合は二重化されている２つのノードが制御対象となる。さらに、ステップＳ２３にて変更されたパラメータから制御対象がカードかカードＩ／Ｏかが特定される。そして、ステップＳ２４にて特定された制御対象があるか否かが判断され、制御対象があると判断された場合はステップＳ２５にて特定されたノードにおける特定された制御対象が変更後の新パラメータ値で制御されるよう新パラメータ値を当該制御対象にロードして、パラメータ値変更処理は終了する。この場合、二重化されている場合は二重化されている２つのノードに新パラメータ値をロードする。また、ステップＳ２４にて制御対象がないと判断された場合はステップＳ２６に分岐して制御対象がない等の表示を行うエラー処理が行われて、パラメータ値変更処理は終了する。

ところで、二重化設定されているノードがある場合は、二重化動作しているノードについてのみ運用系と待機系とを切り替えることのできる図１０に示すスイッチ画面が表示器１４に表示される。図１０に示すスイッチ画面では、二重化動作している「ノード１」と「ノード２」の「グループ０」が「Ａ入力（１）」と「Ａ入力（２）」として、「ノード３」と「ノード４」の「グループ１」が「ＤＳＰ（３）」と「ＤＳＰ（４）」として表示されており、「Ａ入力（１）」と「ＤＳＰ（３）」との枠が太枠で示されて運用系とされていることが表示されている。このスイッチ画面において、表示されているノードにカーソルを合わせてクリックする等の操作を行うことでそのノードが属するグループの切替指示を行うことができ、この際に起動される切替処理（グループｇの切替操作あり）のフローチャートを図１１に示す。
スイッチ画面においてグループｇの切替指示を行うと切替処理が起動され、ステップＳ３０にて切替を行うグループｇのフラグＭｓｅｌ（ｇ）が反転されて、グループｇにおいて待機系であったノードを運用系とするフラグ状態となる。次いで、フラグＭｓｅｌ（ｇ）で運用系と指示されているノードにＣＰＵ１０は運用系に切り替える切替指示を送出する。この切替指示を受けた切り替える側のノード（運用系となるノード）のカードＩ／Ｏでは、相手ノードに切替要求を送出（ステップＳ４０）する。なお、若いノード番号のノードが運用系とされている場合にフラグＭｓｅｌ（ｇ）が“０”となり、若いノード番号のノードが待機系とされている場合にフラグＭｓｅｌ（ｇ）が“１”となるが、この逆とすることもできる。

相手ノードである切り替えられる側のノード（運用系であったノード）のカードＩ／Ｏでは、切替要求を受信（ステップＳ５０）し、ステップＳ５１にて切替可能時間に達するまで時間調整を行い、切替可能時間に達した際に切替要求を送出したノードにステップＳ５２にて応答送信を送出する。次いで、ステップＳ５２にて切り替えられる側のノードからＡバス２６へ送出していたフレームの送出を停止する。また、応答送信は切り替える側のノードのカードＩ／Ｏで受信（ステップＳ４１）され、切替要求に対する応答があったか否かがステップＳ４２にて判断される。ここで応答があったと判断された場合はステップＳ４３に進みＡバス２６へのフレームの送出を開始する。この場合のフレームは切り換えられる側のノードに割り当てられていたフレームとされる。なお、ステップＳ５２におけるフレームの送出停止処理と、ステップＳ４３におけるフレームの送出開始処理とは同一のＤＡＣサイクルにおいて実行される。ステップＳ４３においてフレームの送出開始処理が終了すると、ステップＳ４４にて切り替えられる側のノードから運用系のノードに切り替えられた旨の結果を報告する。この報告を受けたＣＰＵ１０は、ステップＳ３２にてグループｇのノードが切り替えられたことを確認して、ステップＳ３３にて図１０に示すスイッチ画面におけるグループｇの表示を更新して表示し、切替処理は終了する。

切替処理におけるステップＳ５１にて実行されるタイミング調整処理の例を図１２に示す。図１２に示す例では、「グループ１」において「ノード３」である「ＤＳＰ（３）」から「ノード４」である「ＤＳＰ（４）」に運用系を切り替える場合が示されている。図１２において、各ノードがフレームを出力するタイミングは図５に示すタイミングと同様とされている。ここで、図１０に示すスイッチ画面において「ＤＳＰ（４）」にカーソルをおいてエンターキーを押すと図１１に示す切替処理が起動されて、ｔａのタイミングで切り替えられる側のノードである「ノード３」が切替要求が受信されたとする。この場合、図示するように時刻ｔａは切替を禁止する禁止時間内であることから、例１として示す第１の例では禁止時間が終了するまでタイミング調整されて時刻ｔｂにおいて応答送信とフレーム送出停止の処理が実行される。そして、応答送信を受けた切り替える側のノードである「ノード４」は直ちにフレーム送出開始の処理を実行する。これにより、時刻ｔ０から開始される同一のＤＡＣ期間において「ノード３」におけるフレーム送出停止処理と、「ノード４」によるフレーム送出開始処理が実行される。これにより、時刻ｔ１０から開始される次のＤＡＣ周期においては「ノード４」からフレーム＃２がＡバス２６へ音響信号が途切れることなく送出されるようになる。

また、図１２に例２として示す第２の例では、ｔａのタイミングで切り替えられる側のノードである「ノード３」が切替要求を受信した際に、図示するように時刻ｔａは切替を禁止する禁止時間内であることから、ＤＡＣ期間の終わりに設けられている所定時間に達するまでタイミング調整されて時刻ｔｃにおいて応答送信とフレーム送出停止の処理が実行される。そして、応答送信を受けた切り替える側のノードである「ノード４」は直ちにフレーム送出開始の処理を実行する。これにより、時刻ｔ０から開始される同一のＤＡＣ期間において「ノード３」におけるフレーム送出停止処理と、「ノード４」によるフレーム送出開始処理が実行される。これにより、時刻ｔ１０から開始される次のＤＡＣ周期においては「ノード４」からフレーム＃２がＡバス２６へ音響信号が途切れることなく送出されるようになる。ＤＡＣ期間の終わりに設けられている所定時間は、Ａバス２６における５１２チャンネル分の音響信号の伝送を安定動作させるために設けてある余裕の時間とされている。

次に、グループ化されているノードを構成するカードを活線挿抜する際に行われる第（ｉ）ノードのカード切り離し指示処理のフローチャートを図１３に示す。
第（ｉ）ノードのカード切り離し指示処理は、カード切り離し指示が行われた際に起動され、ステップＳ６０にて切り離し指示されたノードが属するグループｇの検出処理が行われる。この検出処理においてグループｇが検出され、かつ、そのグループｇがイネーブルとなっているか（Ｍｅｎ（ｇ）＝１）否かが判断される。イネーブルとなるのは、グループｇを構成する２つのノードにカードが装着されている場合とされる。ここで、グループｇがイネーブルと判断されてフラグＭｅｎ（ｇ）が“１”の場合は、ステップＳ６２に進みカード切り離し指示された第（ｉ）ノードがアクティブか否かが判断される。ここで、第（ｉ）ノードがアクティブに設定されていると判断された場合は、ステップＳ６３に進み運用系とされているノードの図１１に示す切替処理が行われる。

これにより、切り離しされるノードが待機系に切り替えられ、切り替えられたか否かがステップＳ６４にて判断される。ここで待機系への切替が完了していると判断された場合は、ステップＳ６５に進み切り離し指示されたノードにおけるカードのデータ信号線が切り離される。次いで、ステップＳ６６にてデータ信号線が切り離されたカードへの電源供給が停止される。さらに、イネーブル状態を解除するためにステップＳ６７にてフラグＭｅｎ（ｇ）を“０”に反転させる。そして、ステップＳ６８にて電源供給が停止されたカードについて「切替可」と表示更新し、第（ｉ）ノードのカード切り離し指示処理は終了する。なお、ステップＳ６１にてグループｇがないか、グループｇがイネーブルとなっていないと判断された場合はステップＳ６９へ分岐し、音響信号処理装置１の電源をオフしてカードを抜くように指示するエラー処理を行い第（ｉ）ノードのカード切り離し指示処理は終了する。また、ステップＳ６２にて第（ｉ）ノードがアクティブでないと判断された場合は、切替処理を行う必要がないことからステップＳ６３およびステップＳ６４の処理はスキップされる。さらに、ステップＳ６４にて切替処理が完了しないと判断された場合はステップＳ６９へ分岐して、上記したエラー処理を行い第（ｉ）ノードのカード切り離し指示処理は終了する。上記の処理において、カードにおけるデータ信号線の切り離しおよび電源供給の停止はカードＩ／Ｏ（ｉ）のホットスワップ回路２５ｃにより行われる。

次に、カードを第（ｉ）ノードのスロットに装着した際に行われる第（ｉ）スロットカード装着処理のフローチャートを図１４に示す。
第（ｉ）ノードのスロットにカードが装着されると、第（ｉ）スロットカード装着処理が起動されて、ステップＳ７０にてカードＩ／Ｏ（ｉ）のホットスワップ回路２５ｃから装着されたカードに電源が供給されてカードが動作可能状態とされる。次いで、ステップＳ７１にてホットスワップ回路２５ｃによりデータ信号線が接続される。そして、ステップＳ７２にてカードが装着された第（ｉ）ノードが属するグループｇの検出処理が行われる。この検出処理においてグループｇが検出されたとステップＳ７３にて判断された場合は、ステップＳ７４に進み検出されたグループｇのカード種別と一致するか否かが判断される。ここで、装着されたカードの種別が検出されたグループｇのカード種別と一致すると判断された場合は、ステップＳ７５に進みグループｇのノードの処理種別に応じたプログラムと、そのグループｇのノードに用意されているカレントメモリ（カード分）に格納されているカレントの信号処理用パラメータとが装着されたカードにロードされる。

次いで、グループｇを構成する２つのノードにカードが装着されたことからステップＳ７６にてフラグＭｅｎ（ｇ）が“１”に反転される。さらに、ステップＳ７７にてグループｇが二重化されたことから図１０に示すスイッチ画面にグループｇのスイッチ画面を表示する表示更新と、システム設定の表示画面において第（ｉ）ノードにおけるカードの種別を表示する表示更新が行われて第（ｉ）スロットカード装着処理は終了する。また、ステップＳ７３にて装着されたカードが属するグループがないと判断された場合、および、ステップＳ７４にて装着されたカードの種別が検出されたグループｇのカード種別と一致しないと判断された場合は、ステップＳ７７にてシステム設定の表示画面において第（ｉ）ノードにおけるカードの種別を表示する表示更新のみが行われて第（ｉ）スロットカード装着処理は終了する。

本発明の音響信号処理装置１において、運用系と待機系とに二重化されているノードにおいては、運用系のノードに障害が発生して割り当てられたフレームを送出できない場合は、待機系のノードが運用系のノードに替わって割り当てられたフレームで音響信号を送出することができるようにされている。このような処理を行うグループｇ待機系ノード各ＤＡＣ処理のフローチャートを図１５に示す。
グループｇ待機系ノード各ＤＡＣ処理は、待機系のノードがフレームを送出するタイミングに達した際に起動し、ステップＳ８０にて運用系ノードがフレームを送出したかの検出処理が行われる。この検出処理では、所定の検出時間内においてフレームの検出が行われ、検出処理においてフレームが検出されたか否かがステップＳ８１にて判断される。

ここで、フレームが検出されたと判断された場合はステップＳ８２に進み、検出されたフレームにおける一部のデータを取り込み、ステップＳ８３にて待機系のノードにおける処理結果のデータとデータ内容が比較される。次いで、データ内容が一致しているか否かがステップＳ８４にて判断されるが、運用系と待機系のノードにおける処理内容は同じであることから正常時においてはデータ内容は一致することになる。ここで、データ内容が一致していると判断された場合は、運用系のノードが正常に動作していることからグループｇ待機系ノード各ＤＡＣ処理はそのまま終了する。また、ステップＳ８４にてデータ内容が一致していないと判断された場合は、運用系のノードに異常がある可能性があることから「処理結果不一致」の警告を表示器１４に表示してグループｇ待機系ノード各ＤＡＣ処理を終了する。これにより、ユーザにグループｇの各ノードの動作を確認させるようにする。

さらに、ステップＳ８１にてフレームが検出されないと判断された場合は、グループｇの運用系に障害が発生していると判断されることからステップＳ８６へ分岐してグループｇのイネーブル状態を解除するためにフラグＭｅｎ（ｇ）を“０”に反転させると共に、障害の発生したノードに替えて待機系のノードを運用系のノードにするためにフラグＭｓｅｌ（ｇ）を反転させる。次いで、ステップＳ８７にて障害の発生したノードの代わりに今まで待機系とされていたノードからグループｇに割り当てられていたフレームを送出する。そして、ステップＳ８８にて今まで運用系であったノードのカードを切り離し、今まで運用系であったノードのノード番号と異常ありを表示器１４に表示して、グループｇ待機系ノード各ＤＡＣ処理を終了する。これにより、ユーザが異常のあるカードの差し替えを行うことができるようになる。

ここで、ステップＳ８０およびステップＳ８１で実行されるフレーム検出処理の具体例を図１６に示すフレーム信号のタイミング図を参照して説明する。
図１６においては「グループ１」を例に挙げて「グループ１」に割り当てられているフレーム＃２に着目して示している。正常時においては、フレーム＃１の送出が終了するとフレーム＃１のフレーム信号が時刻ｔｓで立ち上がり、このことが「グループ１」の二重化されている「ノード３」「ノード４」において検出されて運用系の「ノード３」はフレーム＃２を送出するようにフレーム＃２のフレーム信号を立ち下げてフレーム＃２の送出を開始する。そして、フレーム＃２の送出が終了するとフレーム＃２のフレーム信号を立ち上げる。すると、フレーム＃２のフレーム信号の立ち上がりが次のフレーム＃３を送出する「ノード５」において検出されて「ノード５」はフレーム＃３を送出するようにフレーム＃３のフレーム信号を立ち下げてフレーム＃３の送出を開始する。

ところで、「グループ１」の運用系の「ノード３」に障害が発生している障害時には、フレーム＃１の送出が終了するとフレーム＃１のフレーム信号が時刻ｔｓで立ち上がるが、「ノード３」はフレーム＃２を送出するようにフレーム＃２のフレーム信号を立ち下げず、フレーム＃２の送出が行われないようになる。このように、障害時にはフレーム＃２の送出が欠落し、フレーム＃２以降のフレームは送出することができなくなってしまうことになる。そこで、「グループ１」の待機系の「ノード４」が余裕を見た検出期間ΔＴの期間にフレーム＃２のフレーム信号が立ち下がるかを検出し、検出期間ΔＴの期間内にフレーム＃２のフレーム信号が立ち下がらないことを確認した際に、待機系の「ノード４」はフレーム＃２を送出するようにフレーム＃２のフレーム信号を立ち下げてフレーム＃２の送出を開始する。これにより、フレーム＃２の送出が行われることから、フレーム＃２および以降のフレームの送出も正常に行われるようになる。なお、フレーム＃２において送出される音響信号は「ノード３」の信号処理と同じ信号処理が「ノード４」において同じ入力に施された音響信号であり、「ノード３」に障害が発生しても音響信号は途切れることなく送出されるようになる。また、検出期間ΔＴは少なくともフレーム間のマージン時間よりは長く設定されている。

以上説明した本発明にかかる音響信号処理装置１は、カードを備えるノードを運用系と待機系とに二重化することができる。二重化した運用系と待機系との２つのノードにおいては、同じ入力と同じ信号処理パラメータが供給されると共に、プログラムがロードされる場合は同じプログラムがロードされて同じ信号処理が行われるが、運用系のノードのみ出力が許可される。また、二重化した運用系と待機系との２つのノードにおいては、運用系と待機系の切替とをユーザが任意に行うことができる。この場合、運用系のノードと待機系のノードとの切り替えは、同一のサンプリング（ＤＡＣ）周期において行うようにして音響信号が途切れることを防止している。さらに、二重化した運用系と待機系との２つのノードにおけるカードは活線挿抜が可能とされており、取り外したいカードの切り離し指示を行うことでスロットから当該カードを抜くことができるようになる。この場合、取り外したいカードが運用系とされている場合は、切り離し指示をした際に実行される処理により自動的に待機系が運用系に切り替えられるようになる。さらにまた、二重化した運用系のノードにおいて障害が発生した際には、運用系のノードに替えて待機系のノードが信号処理した音響信号のフレームを音響信号を途切れさすことなくＡバス２６へ送出することができる。
なお、音響信号処理装置１においてはノード数は８ノードとしたが、これに限ることはなく１６ノードや２４ノードとしてもよい。また、Ａバス２６で伝送するチャンネル数を最大５１２チャンネルとしたが、これに限ることはなく１０２４チャンネルや２０４８チャンネルとするようにしても良い。

本発明の実施例である音響信号処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例である音響信号処理装置におけるノードの構成の詳細を示すブロック図である。 本発明の実施例である音響信号処理装置がミキシング処理装置とされている際のミキシング処理のアルゴリズムを示す図である。 本発明の実施例である音響信号処理装置におけるカレントメモリのデータ構成を示す図である。 本発明の実施例である音響信号処理装置において各ノードがフレームを出力するタイミングを示す図である。 本発明の実施例である音響信号処理装置における「ノード０」ないし「ノード７」の入出力チャンネル数の一例を示す図である。 本発明の実施例である音響信号処理装置においてＣＰＵが実行するシステム設定処理のフローチャートである。 本発明の実施例である音響信号処理装置において表示されるシステム設定の表示画面を示す図である。 本発明の実施例である音響信号処理装置においてＣＰＵが実行するパラメータ値変更処理のフローチャートである。 本発明の実施例である音響信号処理装置において表示されるスイッチ画面を示す図である。 本発明の実施例である音響信号処理装置において実行される切替処理（グループｇの切替操作あり）のフローチャートである。 本発明の実施例である音響信号処理装置におけるＤＳＰ（１），（２）(フレーム＃２）の切替タイミングを示す図である。 本発明の実施例である音響信号処理装置において実行される第（ｉ）ノードのカード切り離し指示処理のフローチャートである。 本発明の実施例である音響信号処理装置において実行される第（ｉ）スロットカード装着処理のフローチャートである。 本発明の実施例である音響信号処理装置において実行されるグループｇ待機系ノード各ＤＡＣ処理のフローチャートである。 本発明の実施例である音響信号処理装置におけるフレーム検出処理の具体例を示すタイミング図である。 従来の音響信号を音響信号をバスを介して授受するようにした楽音合成装置の一例の構成を示すブロック図である。 図１７に示す従来の楽音合成装置におけるフレーム送出のタイミング図である。

符号の説明

１ 音響信号処理装置、１０ ＣＰＵ、１１ フラッシュメモリ、１２ ＲＡＭ、１３ 外部記憶装置、１４ 表示器、１５ パネルスイッチ部、１６ その他Ｉ／Ｏ部、１７ ＭＩＤＩ Ｉ／Ｏ部、１８ サウンドシステム、１９ ＣＰＵバス、２０ 音響信号処理部、２１ アナログ入出力ノード、２２ａ アナログ入力カード、２２ｂ アナログ入力カード、２３ａ ＤＳＰカード、２３ｂ ＤＳＰカード、２３ｃ ＤＳＰカード、２４ デジタル入出力カード、２５ カードＩ／Ｏ、２５ａ 制御Ｉ／Ｏ、２５ｂ Ａｕｄｉｏ Ｉ／Ｏ、２５ｃ ホットスワップ回路、２６ Ａバス、２７ カード、２７ａ 制御マイコン、２７ｂ Ａｕｄｉｏ回路、２８ ワードクロック発生器、３０ アナログ入力部、３１ａ アナログ入力部、３１ｂ アナログ入力部、３２ デジタル入力部、３３ 入力パッチ、３４ａ 入力チャンネル部、３４ｂ 入力チャンネル部、３５ 入力チャンネル部、３６ ＭＩＸバス、３７ａ 出力チャンネル部、３７ｂ 出力チャンネル部、３８ 出力パッチ、３９ アナログ出力部、４０ デジタル出力部、２０２ ＭＩＤＩ Ｉ／Ｏ、２０４ その他Ｉ／Ｏ、２０６ パネルスイッチ部、２０８ 表示器、２１０ 外部記憶装置、２１２ ＣＰＵ、２１４ フラッシュメモリ、２１６ ＲＡＭ、２１８ ＣＰＵバス、２２０ サウンドシステム、２５０ 音源部、２５１ ワードクロック発生器、２５２，２５４ 音源ＬＳＩ、２５６，２５８，２６０ 増設ボード、２６２ Ａバス、２６４ ＤＡＣ、２６８ ワードクロック外部入力端子

Claims (4)

1. サンプリング周期毎に音響信号を処理する音響信号処理装置であって、
   オーディオバスと、
   サンプリング周期毎にそれぞれ前記オーディオバスにそれぞれ割り当てられた所定のフレームを出力する複数のノードとを備え、
   前記複数のノードには運用系のノードと待機系のノードとに二重化されたノードが含まれ、前記運用系のノードと前記待機系のノードには相互に同じ音響信号が入力されるよう設定されていると共に、前記運用系のノードと前記待機系のノードには同じ制御信号が供給されて、前記運用系のノードと前記待機系のノードは、それぞれ、入力された同じ前記音響信号に対し、同じ前記制御信号に応じた同じ信号処理を施しており、該信号処理された出力の所定フレームによる前記オーディオバスへの送出は前記運用系のノードのみ許可され、前記待機系のノードからの所定フレームの前記オーディオバスへの送出は禁止されるように設定され、
   切り替え指示が発生したときに、同じサンプリング周期内に、前記運用系のノードからの前記所定フレームの前記オーディオバスへの送出が停止されると共に、前記待機系のノードからの前記所定フレームの前記オーディオバスへの送出が開始されることを特徴とする音響信号処理装置。
2. 少なくとも１つの前記ノードが、入力された前記音響信号に対して前記制御信号に応じた信号処理を行う機能を有する着脱可能なカードと、該カードと前記オーディオバスの間のＩ／Ｏ（Input/Output）部とで構成され、前記カードと前記Ｉ／Ｏ（Input/Output）部との間のデータ転送レートが、前記オーディオバスのデータ転送レートより低速とされていると共に、前記オーディオバスにおいてフレームの転送動作が行われている最中に、前記運用系のノードあるいは前記待機系のノードを構成している前記カードの着脱を行うことが可能とされていることを特徴とする請求項１記載の音響信号処理装置。
3. 前記カードは前記Ｉ／Ｏ（Input/Output）部に対して動作クロックを供給し、
   前記Ｉ／Ｏ（Input/Output）部は、前記カードにおいて信号処理された音響信号の前記オーディオバスへの出力と、前記オーディオバスからフレームを取り込むことにより受信した音響信号の前記カードへの転送を、前記動作クロックに同期して行うようにされていることを特徴とする請求項２記載の音響信号処理装置。
4. 前記待機系のノードは、前記運用系のノードの動作に異常が検出された際に、当該運用系のノードからの前記所定のフレームの送出を停止して、自ノードから前記所定のフレームを前記オーディオバスへ送出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の音響信号処理装置。

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