JPH07319471A - 楽音波形発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発音チャネル毎に複数の音源方式を混在させ
た音源処理をソフトウエア処理として実行する場合に、
発音チャネル毎の処理命令数の削減を可能とすることを
目的とする。 【構成】 音色等が変更されて発音チャネル毎に実行さ
れる音源方式が変更された場合に、コマンド解析部２０
７及びメモリアドレス制御部２０５は、外部メモリから
プログラムメモリ２０１に、８チャネル分の音源方式が
定まった音源処理プログラムを一括してロードする。そ
して、各発音チャネル毎に、自動的に音源方式が定まっ
た音源処理プログラムが実行され、各発音チャネル毎に
どの音源方式で楽音を生成するかという判別処理を行う
ことが不要となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、楽音波形発生装置にお
ける音源処理方式に関し、更に詳しくは、発音チャネル
毎に複数の音源方式を混在させた音源処理をソフトウエ
ア処理として実行する楽音波形発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル信号処理技術とＬＳＩ処理技
術の発達により性能の良い様々な電子楽器が実現されて
いる。

【０００３】電子楽器の楽音波形発生装置は、大量かつ
高速のディジタル演算が必要なため、従来は、必要とす
る音源方式に基づく楽音発生アルゴリズムと等価なアー
キテクチャをハードウエアで実現した専用の音源回路に
よって構成されていた。そのため、ハードウエア規模が
大きくなってしまい、また、音源方式の自由な変更が困
難であり、更に、このような楽音波形発生装置を電子楽
器として実現するような場合に、演奏情報に対する処理
と音源に対する処理の両方を同期させて行うための制御
が複雑となり、その開発において多大なコストアップを
招いていた。

【０００４】その一方、近年においては、汎用のデータ
処理を行うための高性能なマイクロプロセッサが多く実
現されており、このようなマイクロプロセッサを使用し
て音源処理をソフト的に行う楽音波形発生装置を実現さ
せることも考えられる。

【０００５】このような方式では、例えばプロセッサ
が、通常、演奏情報処理プログラムを実行して演奏操作
に基づいて鍵盤等から発生する演奏情報を処理し、所定
の時間間隔で割り込みがかかることによって、音源処理
プログラムに処理を移して楽音生成を行う。その後、音
源処理プログラムの実行が終了すると、割り込みが解除
されて演奏情報処理プログラムの実行が再開される。

【０００６】上述のようなソフトウエア音源処理におい
ては、複数の楽音を同時に発音可能とすべく、一般に、
所定時間間隔の割り込み等の処理周期中に複数の発音チ
ャネルに対して時分割処理を行うようにしている。そし
て、各発音チャネル毎に異なる音源方式の音源処理プロ
グラムを実行させることにより、ある音色のときはＰＣ
Ｍ方式で、別の音色のときは変調方式で、或いは、ある
音色のときに偶数チャネルはＰＣＭ方式で、奇数チャネ
ルは変調方式でというように、音色毎又は発音チャネル
毎に異なる音源方式によって楽音を生成することも可能
である。

【０００７】このような場合、一般的に、発音チャネル
毎に音源方式の番号等をメモリなどに記憶させておき、
各発音チャネルの処理タイミングにさしかかる毎に、そ
の発音チャネルに対応して記憶されている音源方式番号
等を識別して、対応する音源方式の音源処理プログラム
を実行するような制御が行われる。

【０００８】ここで、楽器の性能を向上させるために、
同時に発音可能な発音チャネル数を増加させたいという
ような要求があった場合、上記処理周期中にできるだけ
多くのプログラム命令を実行できるようにする必要があ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、各発音チャネ
ルの処理においては、分岐命令等の演算サイクルの長い
命令はできる限り削減する必要が生じる。しかし、発音
チャネル毎に異なる音源方式による楽音生成を可能とし
たい場合に、上述の従来例のように、各発音チャネルの
処理タイミングにさしかかる毎に音源方式を識別するよ
うな分岐命令を実行していたのでは、１処理期間中に全
ての発音チャネルに対する処理を終了できなくなる可能
性がある。

【００１０】そして、それを防止するために、楽音を発
生させるサンプリング周波数を減少させ音源処理の時間
間隔を大きくするなどの措置を講じなければならなくな
り、その結果、楽音を発生させるサンプリング周波数が
減少して生成される楽音の最高周波数が低くなり音質が
劣化してしまうなどの問題点を生じていた。

【００１１】本発明の課題は、発音チャネル毎に複数の
音源方式を混在させた音源処理をソフトウエア処理とし
て実行する場合に、発音チャネル毎の処理命令数の削減
を可能とすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定時間間隔
で、複数の各発音チャネル毎、例えば８チャネルのうち
のそれぞれのチャネル毎に、複数の音源方式、例えばＰ
ＣＭ方式、ＤＰＣＭ方式、ＦＭ方式、ＴＭ方式等のう
ち、任意の音源方式の音源処理プログラムを実行して楽
音信号を生成するプログラム実行手段を含む楽音波形発
生装置を前提とする。この場合、複数のプロセッサ構成
として、より多くの発音チャネルを処理可能としてもよ
い。

【００１３】そして、まず、全発音チャネル分連続して
実行される音源処理プログラムを、全発音チャネルの音
源方式の組合せ毎に複数組保存するＲＯＭ等の保存用音
源処理プログラム記憶手段を有する。同手段には、例え
ば、８チャネル全てがＰＣＭ方式で楽音生成を連続して
行う音源処理プログラム、各発音チャネル毎にＰＣＭ方
式、ＴＭ方式等が混在した形態で楽音生成を連続して行
う音源処理プログラム等、複数組が記憶される。

【００１４】次に、前述の所定時間間隔毎に、プログラ
ム実行手段により、全発音チャネル分連続して実行され
る音源処理プログラムを記憶するＲＡＭ等の実行用プロ
グラム記憶手段を有する。なお、前述のように複数プロ
セッサ構成とした場合には、各プロセッサ毎に設けられ
る。

【００１５】そして、保存用プログラム記憶手段から全
発音チャネル分連続して実行される音源処理プログラム
の任意の組を読み出して実行用プログラム記憶手段に転
送する音源処理プログラム転送制御手段を有する。な
お、前述のように複数プロセッサ構成とした場合には、
同制御手段は、各プロセッサの実行用プログラム記憶手
段に転送を行う。

【００１６】

【作用】演奏者が音色設定等を行った場合又は装置の電
源をオンしたような場合に、音源処理プログラム転送制
御手段が、保存用プログラム記憶手段から全発音チャネ
ル分連続して実行される音源処理プログラムの任意の組
を読み出して実行用プログラム記憶手段に転送する。そ
して、プログラム実行手段は、所定時間間隔毎に各発音
チャネルの楽音生成を行う場合、実行用プログラム記憶
手段に記憶された音源処理プログラムを全発音チャネル
分一括して実行する。

【００１７】これにより、各発音チャネル毎にどの音源
方式で楽音を生成するかという判別処理を行うことが不
要となり、分岐命令の数を削減することができるため、
同時に発音可能な発音チャネル数を増加させることがで
きる等、楽器の性能を向上させることが可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
つき説明する。 ＜本実施例の構成＞図１は、本実施例の全体構成図であ
り、外部メモリ１１６以外は１チップで構成され、その
中のマスターとスレーブの２つのＣＰＵ（中央演算制御
装置）が互いに情報を交換しつつ、楽音作成のための音
源処理を分担して行う。

【００１９】図１において、まず、外部メモリ１１６に
は、エンベロープ値の目標値等の楽音制御パラメータ
と、ＰＣＭ（パルス符号変調）方式における楽音波形又
はＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）方式における楽音差
分波形、ならびに各種音源処理のためのプログラム等が
記憶されている。

【００２０】一方、マスタＣＰＵ（以下、ＭCPU と略称
する）１０１とスレーブＣＰＵ（以下、ＳCPU と略称す
る）１０２は、外部メモリ１１６上の上記各データをア
クセスして、分担して音源処理を行う。これらのＣＰＵ
は、ともに外部メモリ１１６の波形データ等を共用する
ので、このままでは、外部メモリ１１６からデータを読
み込むときに、競合が発生する恐れがある。そのため、
ＭCPU １０１とＳCPU１０２のそれぞれは、ＭCPU 外部
メモリアクセス用アドレスラッチ部１０３及びＳCPU 外
部メモリアクセス用アドレスラッチ部１０４を介して、
アクセス用アドレス競合回避回路１０５から外部メモリ
アクセス用のアドレス信号と外部メモリ制御データを出
力端子１１１、１１２から出力することにより、ＭCPU
１０１からのアドレスとＳCPU １０２からのアドレスの
競合を回避することができる。

【００２１】上記アドレス指定に基づいて外部メモリ１
１６から読み出されたデータは、外部メモリデータイン
端子１１５から外部メモリセレクタ部１０６に入力され
る。外部メモリセレクタ部１０６は、アクセス用アドレ
ス競合回避回路１０５からの制御信号に基づき、上記読
み出されたデータを、データバスＭＤを通ってＭCPU１
０１に入力されるデータと、データバスＳＤを通ってＳ
CPU １０２に入力されるデータに分離し、それぞれＭCP
U １０１とＳCPU １０２に入力させる。これにより、デ
ータの競合も回避することができる。

【００２２】その後、それぞれのデータに対し、ＭCPU
１０１及びＳCPU １０２で、ソフトウエアによって音源
処理が施された後、発音チャネル分全部が累算され、Le
ftＤ／Ａ変換器部１０７のレフト出力端子１１３及びRi
ght Ｄ／Ａ変換器部１０８のライト出力端子１１４か
ら、それぞれ楽音信号として、左チャネルのレフト・ア
ナログ出力と右チャネルのライト・アナログ出力が出力
される。

【００２３】次に、図２はＭCPU １０１の内部構成を示
すブロック図である。同図において、プログラムメモリ
２０１は、後述するメインフロー（図９）に対応するプ
ログラムを記憶するＲＯＭ部分と、後述する音源処理プ
ログラムを図１の外部メモリ１１６からロードして記憶
するＲＡＭ部分とからなり、メモリアドレス制御部２０
５からプログラムアドレスデコーダ２０２を介して指定
されたアドレスのプログラム語（命令）を順次出力す
る。具体的には、各プログラム語の語長は例えば２８ビ
ットであり、プログラム語の一部が次に読み出されるべ
きアドレスの下位部（ページ内アドレス）としてメモリ
アドレス制御部２０５に入力されるネクストアドレス方
式となっている。

【００２４】なお、音色等が変更されて発音チャネル毎
に実行される音源方式が変更された場合に、対応する音
源処理プログラムを一括して図１の外部メモリ１１６か
らプログラムメモリ２０１にロードするようにした点
が、本実施例の特徴とする点である。

【００２５】コマンド解析部２０７は、制御用ＲＡＭ２
０１から出力される命令のオペコードを解析し、指定さ
れたオペレーションを実行するために、回路の各部に制
御信号を送る。

【００２６】ＲＡＭアドレス制御部２０４は、制御用Ｒ
ＡＭ２０１からの命令のオペランドがレジスタを指定し
ている場合に、ＲＡＭ２０６内の対応するレジスタのア
ドレスを指定する。ＲＡＭ２０６には、図１５、図１６
等として後述する各種楽音制御データが８発音チャネル
分記憶されるほか、図１７等として後述する各種バッフ
ァ等が記憶され、後述する音源処理に使用される。

【００２７】ＡＬＵ部２０８及び乗算器２０９は、制御
用ＲＡＭ２０１からの命令が演算命令の場合に、コマン
ド解析部２０７からの指示に基づいて、前者は加減算と
論理演算、後者は乗算を実行する。

【００２８】インタラプト制御部２０３は、内部の特に
は図示しないハードタイマに基づいて、一定時間毎に、
図１のＳCPU １０２にリセット解除信号Ａ、メモリアド
レス制御部２０５及び図１の各Ｄ／Ａ変換器部１０７、
１０８にインタラプト信号を供給する。

【００２９】上述の構成のほかに、図２のＭCPU １０１
には、次の各種のバスに関するインタフェースが設けら
れている。すなわち、外部メモリ１１６をアクセスすべ
く、そのメモリのアドレスを指定するためのアドレスバ
スＭＡのインタフェース２１５、アクセスされたデータ
を外部メモリセレクタ部１０６を介してＭCPU １０１と
の間で授受するためのデータバスＭＤのインタフェース
２１６、ＳCPU １０２とのデータの授受を実行すべくＳ
CPU １０２内部のＲＡＭのアドレスを指定するバスＭａ
のインタフェース２１２、ＭCPU １０１がＳCPU １０２
へデータを書き込むためのデータバスＤoutのインタフ
ェース２１３、ＭCPU １０１がＳCPU １０２からデータ
を読み込むためのデータバスＤinのインタフェース２１
４、Left Ｄ／Ａ変換器部１０７、Right Ｄ／Ａ変換器
部１０８に最終出力波形を転送するためのＤ／Ａデータ
転送バスのインタフェース２１７、及び外部のスイッチ
部又は鍵盤部（図７、図８参照）等との間でデータの授
受を行う入出力ポート２１０、２１１がある。

【００３０】次に、ＳCPU １０２の内部構成を図３に示
す。ＳCPU １０２は、ＭCPU １０１からの処理開始信号
を受けて音源処理を行うのみなので、図２の２２３に対
応するインタラプト制御部、図２の２１０及び２１１に
対応する外部回路とのデータの授受を行う入出力ポート
及び図２の２１７に対応するLeft Ｄ／Ａ変換器部１０
７とRight Ｄ／Ａ変換器部１０８に楽音信号を出力する
ためのインタフェースはない。それ以外の３０１、３０
２、３０４〜３０９の各回路は、図２の２０１、２０
２、２０４〜２０９の各回路と同じ機能を有する。ま
た、各インタフェース３０３、３１０〜３１３は、図２
の２１２〜２１６のそれぞれに対向して設けられる。な
お、ＭCPU １０１からバスＭａを介して指定されたＳCP
U １０２内部ＲＡＭアドレスは、ＲＡＭアドレス制御部
３０４に入力し、対応するアドレスがＲＡＭ３０６に対
して指定される。これによって、例えばＳCPU １０２で
生成されＲＡＭ３０６内部に保持されている最大８発音
チャネル分の累算波形データが、データバスＤinを介し
てＭCPU １０１に出力される。これについては後述す
る。

【００３１】また、音色変更時等においては、前述した
ＭCPU １０１の場合と同様、対応する音源処理プログラ
ムが一括して図１の外部メモリ１１６からＭCPU １０１
を介しロードされる。この転送動作は、図２のＭCPU １
０１内のコマンド解析部２０７及びメモリアドレス制御
部２０５等が、ゲート回路３１４を介して、プログラム
ＲＡＭ３０１及びＲＡＭアドレス制御部３０５を制御す
ることにより実行される。

【００３２】以上に示される構成のほか、本実施例で
は、ＭCPU １０１の入力ポート２１０に、図７及び図８
に示されるような機能キー７０１及び鍵盤キー７０２等
が接続される。これらの部分が、実質的な楽器操作部を
構成する。

【００３３】次に、図５は、図１のLeftとRight のＤ／
Ａ変換器部１０７、１０８（両変換部の内容は同じ）の
内部構成を示すもので、データバスを介して、音源処理
で作成された楽音の１サンプルデータがラッチ４０１に
入力される。そして、ラッチ４０１のクロック入力にＭ
CPU １０１のコマンド解析部２０７（図２）から音源処
理終了信号が入力されると、データバス上の１サンプル
分の楽音データがラッチ４０１にラッチされる。

【００３４】ここで、前述の音源処理に要する時間は、
音源処理用のソフトウエアにより変化する。そのため、
音源方式が異なる場合は、各音源処理が終了し、ラッチ
４０１に楽音データがラッチされるタイミングは一定で
ない。そのため、図４のように、ラッチ４０１の出力を
そのままＤ／Ａ変換器４０２に入力させることはできな
い。

【００３５】そこで、本実施例では図５の如く、ラッチ
４０１の出力を更にラッチ５０１でラッチし、インタラ
プト制御部２０３から出力されるサンプリングクロック
間隔に等しい図６に示されるインタラプト信号により、
楽音信号をラッチ５０１にラッチさせ、図６のように一
定間隔でＤ／Ａ変換器４０２に出力させるようにしてい
る。

【００３６】このようにラッチを２つ用いて、音源方式
による処理時間の変化を吸収したので、楽音データをＤ
／Ａ変換器へ出力させるための複雑なタイミング制御プ
ログラムが不用になった。 ＜本実施例の全体動作＞次に、本実施例の全体動作を説
明する。

【００３７】本実施例は、基本的にはＭCPU １０１が中
心となって動作し、図９のメインフローチャートに示す
ように、Ｓ902 〜Ｓ910 の一連の処理を繰り返し行って
いる。そして実際の音源処理は割り込み（インタラプ
ト）処理で行っている。具体的には、ある一定時間毎
に、ＭCPU １０１とＳCPU １０２に割り込みが掛かり、
それに基づいてそれぞれのＣＰＵが最大８チャネルずつ
の音を作る音源処理を行う。

【００３８】ここで、後述するように、各発音チャネル
毎に、ＰＣＭ、ＤＰＣＭ、ＦＭ又はＴＭ等の異なる音源
方式を割り当てることが可能であるが、その割り当てに
対応する８チャネル分の音源処理プログラムは、音色設
定時等に一括して外部メモリ１１６（図１）からプログ
ラムメモリ２０１（図２）又はプログラムＲＡＭ３０１
にロードされることが、本実施例の特徴となっている。
これにより、各発音チャネル毎にどの音源方式で楽音を
生成するかという判別処理を行うことが不要となってい
る。なお、この転送動作については、後述する。

【００３９】インタラプト処理による音源処理が終わる
と、それぞれのＣＰＵの最大８チャネル、計最大１６チ
ャネル分の楽音波形が加算され、Left Ｄ／Ａ変換器部
１０７、Right Ｄ／Ａ変換器部１０８から出力される。
その後、割り込み状態からメインフローに戻る。なお、
上述の割り込みは、図２のインタラプト制御部２０３内
のハードタイマに基づき周期的に行われる。この周期は
楽音出力時のサンプリング周期に等しい。

【００４０】以上が、本実施例の概略の全体動作であ
る。次に、本実施例の全体動作の詳細について、図９〜
図１１を用いて説明する。図９のメインフローチャート
のＳ902 〜Ｓ910 の処理が繰り返し実行されている間
に、インタラプト制御部２０３から割り込みが掛かる
と、図１０のＭCPU インタラプト処理と図１１のＳCPU
インタラプト処理の２つの処理が同時に起動する。そし
て、図１０と図１１の「音源処理」は、後述する図１３
に示される。

【００４１】図９のメインフローチャートは、インタラ
プト制御部２０３から割り込みが掛からない状態におい
てＭCPU １０１において実行される、音源処理以外の処
理の流れを示している。

【００４２】まず、電源がＯＮされると、ＭCPU １０１
のＲＡＭ２０６の内容等の初期設定が行われる（Ｓ901
）。次に、ＭCPU １０１の外部に接続される機能キー
７０１（図７参照）、例えば音色スイッチ等が走査され
（Ｓ902 ）、各スイッチの状態が入力ポート２１０から
ＲＡＭ２０６内のキーバッファエリアに取り込まれる。
その走査の結果、状態の変化した機能キーが識別され、
対応する機能の処理がなされる（Ｓ903 ）。例えば、楽
音番号のセット、エンベロープ番号のセット、また、付
加機能にリズム演奏がついていれば、リズム番号のセッ
ト等が行われる。

【００４３】その後、押鍵されている鍵盤キーの状態が
上述の機能キーの場合と同様に取り込まれ（Ｓ904 ）、
変化した鍵（押鍵又は離鍵された鍵）が識別されること
によりキーアサイン処理が行われる（Ｓ905 ）。この処
理は、押鍵された鍵に基づいて発音されるべき楽音のデ
ータを発音チャネルに割り当てたり、逆に、離鍵された
鍵に対応する発音チャネルを解放したりする処理であ
る。なお、ここで実行される処理の一部であるキーオン
時のアサイン処理は、押鍵キーを発音チャネルへ割り当
てる処理のみであり、実際に押鍵キーに基づくピッチデ
ータをアサインされた発音チャネルに設定し発音指示を
行う動作は、後述する発音処理（Ｓ909 ）において実行
される。

【００４４】次に、機能キー７０１（図７参照）である
デモ演奏キーが押されたときは、外部メモリ部１１６か
らデモ演奏データ（シーケンサデータ）が順次読み出さ
れ、Ｓ905 と同様のキーアサイン処理などが行われる
（Ｓ906 ）。また、リズムスタートキーが押されたとき
は、リズムデータが外部メモリ１１６から順次読み出さ
れ、Ｓ905 と同様のキーアサイン処理などが行われる
（Ｓ907 ）。

【００４５】その後に、以下に述べるタイマー処理が行
われる（Ｓ908 ）。すなわち、後述するインタラプトタ
イマー処理（Ｓ1012）でインクリメントされている時間
データの時間値が判別され、デモ演奏制御用に順次読み
出される時間制御用のシーケンサデータ又はリズム演奏
制御用に読み出される時間制御用のリズムデータと比較
されることにより、Ｓ906 のデモ演奏又はＳ907 のリズ
ム演奏を行う場合の時間制御が行われる。

【００４６】更に、発音処理Ｓ909 では、上記各ステッ
プＳ905 〜Ｓ907 でアサインされ発音開始されるべき発
音チャネルにピッチデータを設定し、また、発音中の発
音チャネルのピッチデータを予め設定されたエンベロー
プに従って時間的に変化させ、発音中の楽音のピッチに
変化を付加するというピッチエンベロープ処理等が行わ
れる。

【００４７】更に、フロー１周準備処理が実行される
（Ｓ910 ）。ここでは、上述のステップＳ909 で新たに
ピッチデータが設定された発音チャネルの状態を発音中
に変えたり、逆にステップＳ905 〜Ｓ907 で解放された
発音チャネルの状態を消音中に変える等の処理が行われ
る。

【００４８】次に、図１０のＭCPU インタラプト処理に
つき説明する。ＭCPU １０１のインタラプト制御部２０
３によりＭCPU １０１に割り込みが掛かると、図９のメ
インフローチャートの処理が中断され、図１０のＭCPU
インタラプト処理の実行が開始される。この場合、ＭCP
U インタラプト処理のプログラムにおいて、図９のメイ
ンフローのプログラムで書き込みが行われるレジスタ等
については、内容の書き換えが行われないように制御さ
れる。これにより、通常のインタラプト処理の開始時と
終了時に行われるレジスタの退避と復帰の処理は不要と
なり、図９のメインフローチャートの処理とＭCPU イン
タラプト処理との間の移行が迅速に行われる。

【００４９】図１０においては、まず、ＭCPU インタラ
プト処理において音源処理が開始される（Ｓ1011）。こ
の音源処理は後述する図１３に示される。上述の動作と
同時に、ＭCPU １０１のインタラプト制御部２０３から
ＳCPU １０２のＲＡＭアドレス制御部３０５に対してＳ
CPU リセット解除信号Ａ（図１参照）が出力され、ＳCP
U １０２において、図１１のＳCPU インタラプト処理の
実行が開始される。

【００５０】そして、ＭCPU インタラプト処理における
音源処理（Ｓ1011）とほぼ同時に、ＳCPU インタラプト
処理において音源処理が開始される（Ｓ1101）。このよ
うに、ＭCPU １０１とＳCPU １０２の両者が並行して音
源処理を実行することによって、１つのＣＰＵで音源処
理を実行する場合に較べて音源処理の処理速度が約２倍
になる。

【００５１】続いて、ＭCPU １０１では、Ｓ1012のイン
タラプトタイマー処理の後、ＳCPU１０２からＳCPU イ
ンタラプト処理の終了信号が来るのを待っている（Ｓ10
13）。なお、インタラプトタイマー処理では、図１０の
インタラプト処理が一定のサンプリング周期毎に実行さ
れることを利用して、ＲＡＭ２０６（図２）上の特には
図示しない時間データの値がインクリメントされる。す
なわち、この時間データの値を見れば時間経過がわか
る。このようにして得られる時間データは、前述したよ
うに、図９のメインフローのタイマー処理Ｓ908 におけ
る時間制御に用いられる。

【００５２】図１１のＳCPU インタラプト処理における
ステップＳ1101の音源処理が終了すると、ＳCPU １０２
のコマンド解析部３０７からＭCPU １０１のメモリアド
レス制御部２０５に、ＳCPU 処理終了信号Ｂ（図１参
照）が入力する。これにより、図１０のＭCPU インタラ
プト処理でのステップＳ1013の判定がＹＥＳになる。

【００５３】この結果、図１のデータバスＤinを介して
ＳCPU １０２で作られた波形データがＭCPU １０１のＲ
ＡＭ２０６に読み込まれる（Ｓ1014）。この場合、波形
データはＳCPU １０２のＲＡＭ３０６上の所定のバッフ
ァ領域（図１７で後述するバッファＢ）に格納されてい
るため、ＭCPU １０１のコマンド解析部２０７は、ＳCP
U 内部アドレス指定バスＭａを介して、ＲＡＭアドレス
制御部３０４に対して上記バッファアドレスを指定する
ことにより、波形データの読み込みを行う。

【００５４】そして、Ｓ1014' において、上記バッファ
領域の内容がLeft Ｄ／Ａ変換器部１０７及びRight Ｄ
／Ａ変換器部１０８のラッチ４０１（図５参照）にラッ
チされる。

【００５５】次に、図１２は、前述の図９と図１０のフ
ローチャートの処理の関係を概念的に示した流れ図であ
り、ＭCPU １０１とＳCPU １０２が、音源処理をそれぞ
れ分担して行う様子を示している。

【００５６】まず、ある処理Ａ（以下、処理Ｂ、Ｃ、・
・・、Ｆも同じ）が実行される（Ｓ1201）。この処理
は、図９のメインフローチャートの例えば「機能キー処
理」、や「鍵盤キー処理」などに対応する。その後、Ｍ
CPU インタラプト処理とＳCPUインタラプト処理に入
り、同時にＭCPU １０１とＳCPU １０２による音源処理
が開始される（Ｓ1202、Ｓ1203）。そして、ＳCPU １０
２でのＳCPU インタラプト処理の終了時に、ＳCPU 処理
終了信号ＢがＭCPU １０１に入力する。ＭCPU インタラ
プト処理では、ＳCPU インタラプト処理より早く音源処
理が終了し、ＳCPUインタラプト処理の終了を待ってい
る。そして、ＭCPU インタラプト処理においてＳCPU 処
理終了信号Ｂが識別されると、ＳCPU １０２で生成され
た波形データがＭCPU １０１に送られてＭCPU １０１で
生成された波形データとまとめられ、Left Ｄ／Ａ変換
器部１０７及びRight Ｄ／Ａ変換器部１０８に出力され
る。その後、メインフローチャートの処理Ａの次の処理
Ｂに戻る。

【００５７】以上のような動作が、全ての発音チャネル
（ＭCPU １０１とＳCPU １０２で実行中の発音チャネ
ル）に対する音源処理が行われながら繰り返される（Ｓ
1204〜Ｓ1216）。そして、この繰り返し処理は、楽音の
発音中続けられる。

【００５８】図１３は、ＭCPU インタラプト処理のステ
ップＳ1011又はＳCPU インタラプト処理のステップＳ11
01で実行される音源処理の動作フローチャートである。
まず、ＲＡＭ２０６又はＲＡＭ３０６の波形データ加算
用の領域がクリアされる（Ｓ1316）。次に、発音チャネ
ルの１チャネル毎に音源処理が行われ（Ｓ1317〜Ｓ132
4）、最後に８チャネル目の音源処理が終了した時点
で、ＲＡＭ２０６上の所定のバッファ領域Ｂ（後述する
図１７）に８チャネル分が加算された波形データが得ら
れる。 ＜音源処理におけるデータ構成＞次に、図１０のＳ1011
及び図１１のＳ1101で実行される音源処理の具体例につ
いて説明する。

【００５９】本実施例では、ＭCPU １０１とＳCPU １０
２の両ＣＰＵが、最大８チャネルづつの音源処理を分担
することは前述した。この最大８チャネル分の音源処理
用のデータは、図１４に示すように、ＭCPU １０１、Ｓ
CPU １０２のＲＡＭ２０６、３０６内の発音チャネル別
の領域に設定される。

【００６０】また、同ＲＡＭには、図１７に示すよう
に、全発音チャネル共通のバッファＢが確保されてい
る。この場合、図１４の各発音チャネル領域には、後に
詳述するような操作によって、図１５に概念的に示すよ
うに、それぞれの音源方式が設定でき、その音源方式が
設定されたら、図１５及び図１６に示すような各音源方
式のデータフォーマットで、図１４の各発音チャネルの
各領域にデータが設定される。なお、本実施例では、後
述するように、各発音チャネルに異なる音源方式を割り
当てることが可能である。

【００６１】図１５及び図１６の各音源方式のデータフ
ォーマットを示すテーブル１において、Ａは、音源処理
時に波形データが読み出される場合に指定されるアドレ
スを表し、ＡI 、Ａ1 及びＡ2 が現在アドレスの整数部
で、外部メモリ１１６（図１）の波形データが格納され
ているアドレスに直接対応する。また、ＡF は現在アド
レスの小数部であり、外部メモリ１１６から読み出され
た波形データの補間に用いられる。

【００６２】次のＡE はエンドアドレス、ＡL はループ
アドレスをそれぞれ表す。また、つぎのＰI 、Ｐ1 及び
Ｐ2 はピッチデータの整数部、ＰF はピッチデータの小
数部を表す。例を示すと、ＰI ＝１、ＰF ＝０は原音の
ピッチを、ＰI ＝２、ＰF ＝０は１オクターブ上のピッ
チを、また、ＰI ＝０、ＰF ＝０．５は、１オクターブ
下のピッチをそれぞれ表す。

【００６３】次のＸP は前回のサンプルデータを、ＸN
は次回のサンプルデータの格納を表す（後述する）。ま
た、Ｄは隣接する２つのサンプルデータ間の大きさの差
分値を表し、Ｅはエンベロープ値である。更に、Ｏは出
力値である。

【００６４】その他の種々の制御データについては、後
述の各音源方式の説明の際に説明する。以上説明したよ
うな図１５、図１６に示すようなデータがＭCPU １０
１、ＳCPU １０２のそれぞれのＲＡＭ２０６、３０６に
確保され、後述する音源方式が決まると、図１４に示す
各チャネル毎に図１５、図１６のフォーマットで、デー
タが設定される。

【００６５】以下、このようなデータ構成を用いて実行
される各音源方式の音源処理について順次説明する。こ
こで、音色等の設定に応じて、各発音チャネル毎にＰＣ
Ｍ、ＤＰＣＭ、ＦＭ又はＴＭ等の異なる音源方式を割り
当てることができる。そして、音色等の設定が行われた
場合、８チャネル分の音源方式が定まった音源処理プロ
グラムが一括して、外部メモリ１１６（図１）からプロ
グラムメモリ２０１（図２）又はプログラムＲＡＭ３０
１にロードされる。これにより、各発音チャネル毎に、
自動的に音源方式が定まった音源処理プログラムが実行
されることになる。以下、これらの音源処理プログラム
として実行される各音源方式の原理について説明する。
なお、音源処理プログラムの転送動作については後述す
る。 ＜ＰＣＭ方式による音源処理＞図１８は、ＰＣＭ方式に
よる音源処理が実行される場合の動作フローチャートで
ある。フロー中の各変数は、ＭCPU １０１又はＳCPU １
０２のＲＡＭ２０６、３０６上の図１４のいずれかの発
音チャネル領域に記憶される図１５、図１６のテーブル
１のＰＣＭフォーマットの各データである。

【００６６】外部メモリ１１６（図１）上のＰＣＭ波形
データが記憶されているアドレスのうち、現在の処理の
対象とされる波形データが記憶されているアドレスを図
２１に示す（ＡI,ＡF ）とする。

【００６７】まず、現在のアドレスにピッチデータ（Ｐ
I,ＰF ）が加算される（Ｓ1901）。このピッチデータ
は、図７の鍵盤キー７０２等において押鍵操作された鍵
の種類に対応している。

【００６８】そして、加算されたアドレスの整数部ＡI
が変わったか否かが判定される（Ｓ1902）。判定がＮＯ
ならば、図２１のアドレス（ＡI ＋１）及びＡI におけ
るそれぞれのサンプルデータＸN とＸP との差である差
分値Ｄを用いて、Ｄ×ＡF なる演算処理により、アドレ
スの小数部ＡF に対応する補間データ値Ｏが計算される
（Ｓ1907）。なお、差分値Ｄは、今回以前のインタラプ
トタイミングにおける音源処理により求まっている（後
述するＳ1906参照）。

【００６９】そして、上記補間データ値Ｏにアドレスの
整数部ＡI に対応するサンプルデータＸP が加算され、
現在のアドレス（ＡI,ＡF ）に対応する新しいサンプル
データＯ（図２１のＸQ に相当する）が得られる（Ｓ19
08）。

【００７０】この後、このサンプルデータにエンベロー
プ値Ｅが乗算され（Ｓ1909）、得られたＯの内容がＭCP
U １０１又はＳCPU １０２のＲＡＭ２０６又は３０６内
の波形データバッフアＢ（図１７参照）に加算される
（Ｓ1910）。

【００７１】その後、図９のメインフローに戻り、次の
サンプリング周期でインタラプトが掛かって、図１８の
音源処理の動作フローチャートがふたたび実行され、現
在アドレス（ＡI,ＡF ）にピッチデータ（ＰI,ＰF ）が
加算される（Ｓ1901）。

【００７２】以上の動作がアドレスの整数部ＡI が変わ
る（Ｓ1902）まで繰り返される。この間、サンプルデー
タＸP 及び差分値Ｄは更新されず、補間データＯのみが
アドレスＡF に応じて更新され、その都度サンプルデー
タＸQ が得られる。

【００７３】次に、Ｓ1901で現在アドレス（ＡI,ＡF ）
にピッチデータ（ＰI,ＰF ）が加算された結果、現在ア
ドレスの整数部ＡI が変化したら（Ｓ1902）、アドレス
ＡIがエンドアドレスＡE に達しているか又は越えてい
るか否かが判定される（Ｓ1903)。

【００７４】判定がＹＥＳならば、次のループ処理が行
われる。すなわち、エンドアドレスＡE を越えた分のア
ドレス（ＡI −ＡE ）がループアドレスＡL に加算さ
れ、それにより得られた新しい現在アドレスの整数部Ａ
I からループ再生が開始される（Ｓ1904）。エンドアド
レスＡE とは、ＰＣＭ波形データの最後の波形サンプル
データが記憶されている外部メモリ１１６（図１）上の
アドレスである。また、ループアドレスＡL とは、演奏
者が波形の出力を繰り返したい位置のアドレスであり、
上記動作により、ＰＣＭ方式で周知のループ処理が実現
される。

【００７５】Ｓ1903の判定がＮＯならば、上記ステップ
Ｓ1904の処理は実行されない。次に、サンプルデータの
更新が行われる。ここでは、外部メモリ１１６（図１参
照）から、新しく更新された現在アドレスＡI と１つ手
前のアドレス（ＡI −１）に対応する各サンプルデータ
が、それぞれＸN 及びＸP として読み出される（Ｓ190
5）。

【００７６】更に、今までの差分値が、更新した上記Ｘ
N とＸP との差分値Ｄに更新される（Ｓ1906）。これ以
後の動作は前述した通りである。

【００７７】以上のようにして、１発音チャネル分のＰ
ＣＭ方式による波形データが生成される。 ＜ＤＰＣＭ方式による音源処理＞次に、ＤＰＣＭ方式に
ついて説明する。

【００７８】まず、図２２を用いて、ＤＰＣＭ方式の動
作原理の概略を説明する。同図において、外部メモリ１
１６（図１）のアドレスＡI に対応するサンプルデータ
ＸP は、アドレスＡI の１つ前の特には図示しないアド
レス（ＡI −１）に対応するサンプルデータとの差分値
から求めた値である。

【００７９】外部メモリ１１６（図１）のアドレスＡI
には、次の差分値Ｄが書き込まれているので、次のアド
レスのサンプルデータはＸP ＋Ｄで求まり、これが新た
なサンプルデータＸP としておきかわる。この場合、現
在アドレスを、図２２のようにＡF とすれば、現在アド
レスＡFに対応するサンプルデータは、ＸP ＋Ｄ×ＡF
で求まる。

【００８０】このように、ＤＰＣＭ方式では、現在のア
ドレスと、次のアドレスに対応するサンプルデータ間の
差分値Ｄが外部メモリ１１６（図１）から読み出され、
現在のサンプルデータに加算されて、次のサンプルデー
タが求められることにより、順次波形データが作成され
る。

【００８１】このようなＤＰＣＭ方式を採用すると、隣
接する標本間の差分値が一般に小さい音声や楽音等のよ
うな波形を量子化する場合、通常のＰＣＭ方式に比較し
て、はるかに少ないビット数で量子化を行える。

【００８２】以上のＤＰＣＭ方式による音源処理が実行
される場合の動作フローチャートを図１９、図２０に示
す。フロー中の各変数は、ＭCPU １０１のＲＡＭ２０６
又はＳCPU １０２のＲＡＭ３０６上の図１４のいずれか
の発音チャネル領域に記憶される図１５のテーブル１の
ＤＰＣＭフォーマットの各データである。

【００８３】外部メモリ１１６（図１）上のＤＰＣＭ差
分波形データが記憶されているアドレスのうち、現在の
処理の対象とされるデータが記憶されているアドレス
を、図２２に示す（ＡI,ＡF ）とする。

【００８４】まず、現在アドレス（ＡI,ＡF ）に、ピッ
チデータ（ＰI,ＰF ）が加算される（Ｓ2001）。そし
て、加算されたアドレスの整数部ＡI が変化したか否か
が判定される（Ｓ2002）。判定がＮＯならば、図２２の
アドレスＡI における差分値Ｄを用いて、Ｄ×ＡF なる
演算処理により、アドレスの小数部ＡF に対応する補間
データ値Ｏが演算される（Ｓ2014）。なお、差分値Ｄ
は、今回以前のインタラプトタイミングにおける音源処
理により求まっている（後述するＳ2006とＳ2010参
照）。

【００８５】次に、上記補間データ値Ｏにアドレスの整
数部ＡI に対応するサンプルデータＸP が加算され、現
在アドレス（ＡI,ＡF ）に対応する新しいサンプルデー
タＯ（図２２のＸQ に対応）が得られる（Ｓ2015）。

【００８６】この後、このサンプルデータにエンベロー
プ値Ｅが乗算され（Ｓ2016）、得られたＯの内容がＭCP
U １０１のＲＡＭ２０６又はＳCPU １０２のＲＡＭ３０
６内の波形データバッフアＢ（図１７参照）に加算され
る（Ｓ2017）。

【００８７】その後、図９のメインフローに戻り、次の
サンプリング周期でインタラプトが掛かり、図１９、図
２０の音源処理の動作フローチャートが再び実行され、
現在アドレス（ＡI,ＡF ）にピッチデータ（ＰI,ＰF ）
が加算される（Ｓ2001）。

【００８８】以上の動作が、アドレスの整数部ＡI に変
化が生ずるまで繰り返される。この間、サンプルデータ
ＸP 及び差分値Ｄは更新されず、補間データＯのみがア
ドレスＡF に応じて更新されて、その都度新たなサンプ
ルデータＸQ が得られる。

【００８９】次に、Ｓ2001で現在アドレス（ＡI,ＡF ）
にピッチデータ（ＰI,ＰF ）が加算された結果、現在ア
ドレスの整数部ＡI が変化したら（Ｓ2002）、アドレス
ＡIがエンドアドレスＡE に達しているか或いは越えて
いるか否かが判定される（Ｓ2003）。

【００９０】判定がＮＯの場合、以下のＳ2004〜Ｓ2007
のループ処理により、現在アドレスの整数部ＡI に対応
するサンプルデータが計算される。すなわち、まず、旧
ＡIという変数（図１５のテーブル１のＤＰＣＭの欄参
照）には、現在アドレスの整数部ＡI が変化する前の値
が格納されている。この値の格納は、後述するＳ2006又
はＳ2013の処理の繰り返しにより実現される。この旧Ａ
I の値がＳ2006で順次インクリメントされながら、Ｓ20
07で旧ＡI により指示される外部メモリ１１６（図１）
上の差分波形データがＤとして読み出され、Ｓ2005にお
いて順次サンプルデータＸP に累算される。そして、旧
ＡI の値が変化後の現在アドレスの整数部ＡI に等しく
なった時点で、サンプルデータＸP の値は変化後の現在
アドレスの整数部ＡI に対応する値となる。

【００９１】このようにして、現在アドレスの整数部Ａ
I に対応するサンプルデータＸP が求まると、Ｓ2004の
判定がＹＥＳとなり、前述の補間値の演算処理（Ｓ201
4）に移る。

【００９２】上述の音源処理が各インタラプトタイミン
グ毎に繰り返され、Ｓ2003の判定がＹＥＳに変化した
ら、次のループ処理に入る。まず、エンドアドレスＡE
を越えた分のアドレス（ＡI −ＡE ）がループアドレス
ＡL に加算され、得られたアドレスが新たな現在アドレ
スの整数部ＡI とされる（Ｓ2008）。

【００９３】以下、ループアドレスＡL からどれだけア
ドレスが進んだかによって、何回か差分値Ｄを累算する
操作が繰り返されることにより、新たな現在アドレスの
整数部ＡI に対応するサンプルデータＸP が計算され
る。すなわち、まず、初期設定としてサンプルデータＸ
P が予め設定されているループアドレスＡL におけるサ
ンプルデータＸPL（図１５のテーブル１のＤＰＣＭの欄
参照）の値とされ、また、旧ＡI がループアドレスＡL
の値とされる（Ｓ2009）。そして、以下のＳ2010〜Ｓ20
13の処理が繰り返される。すなわち、旧ＡI の値がＳ20
13で順次インクリメントされながら、Ｓ2010で旧ＡI に
より指示される外部メモリ１１６（図１）上の差分波形
データがＤとして読み出され、Ｓ2012において順次サン
プルデータＸP に累算される。そして、旧ＡI の値が新
たな現在アドレスの整数部ＡI に等しくなった時点で、
サンプルデータＸP の値はループ処理後の新たな現在ア
ドレスの整数部ＡI に対応する値となる。

【００９４】このようにして、新たな現在アドレスの整
数部ＡI に対応するサンプルデータＸP が求まると、Ｓ
2011の判定がＹＥＳとなって、前述の補間値の演算処理
（Ｓ2014）に移る。

【００９５】以上のようにして、１発音チャネル分のＤ
ＰＣＭ方式による波形データが生成される。 ＜ＦＭ変調方式による音源処理＞次に、ＦＭ変調方式に
よる音源処理について説明する。

【００９６】ＦＭ変調方式では、通常、図２４のOP1,OP
2 で示されるような、オペレータと呼ばれる同一機能を
有するハードウエア又はソフトウエアのモジュールが用
いられ、それらが同図に示されるような接続規則で相互
に接続されることにより、楽音の生成が行われる。本実
施例では、ソフトウエア処理によりＦＭ変調方式を実現
するものである。

【００９７】図２３は、２オペレータのＦＭ変調方式に
よる音源処理が実行される場合の動作フローチャートで
ある。処理のアルゴリズムは図２４で示される。また、
フロー中の各変数は、ＭCPU １０１又はＳCPU １０２の
ＲＡＭ２０６、３０６上の図１４のいずれかの発音チャ
ネル領域に記憶される、図１６のテーブル１のＦＭフォ
ーマットの各データである。

【００９８】最初に、モジュレータであるオペレータ２
(OP2) の処理が行われる。ピッチ処理については、ＰＣ
Ｍ方式のように補間が行われないので、整数アドレスＡ
2 のみである。すなわち、外部メモリ１１６（図１）に
は変調用の波形データが十分に細かい歩進間隔で記憶さ
れているものとする。

【００９９】まず、現在アドレスＡ2 にピッチデータＰ
2 が加算される（Ｓ2401）。次に、このアドレスＡ2 に
フィードバック出力ＦO2が変調入力として加算され、新
たなアドレスＡM2が得られる（Ｓ2402）。フィードバッ
ク出力ＦO2は、前回のインタラプトタイミングにおいて
後述するＳ2405の処理が実行されることにより得られて
いる。

【０１００】更に、アドレスＡM2（位相）に対応する正
弦波の値が計算される。実際には、外部メモリ１１６
（図１）に正弦波データが記憶されており、上記アドレ
スＡM2でその正弦波データをテーブル引きすることによ
り得られる（Ｓ2403）。

【０１０１】続いて、上記正弦波データにエンベロープ
値Ｅ2 が乗算され出力Ｏ2 が得られる（Ｓ2404）。この
後、この出力Ｏ2 にフィードバック・レベルＦL2が乗算
されフィードバック出力ＦO2が得られる（Ｓ2405）。こ
の出力ＦO2は、本実施例の場合、次回のインタラプトタ
イミングにおけるオペレータ２(OP2) への入力とされ
る。

【０１０２】また、Ｏ2 にモジュレーション・レベルＭ
L2が乗算されて、モジュレーション出力ＭO2が得られる
（Ｓ2406）。このモジュレーション出力Ｍ02は、オペレ
ータ１(OP1) への変調入力になる。

【０１０３】次に、オペレータ１(OP1) の処理に移る。
この処理は、フィードバック出力による変調入力が無い
他は、殆ど上述のオペレータ２の場合と同じである。ま
ず、オペレータ１の現在アドレスＡ1 にピッチデータＰ
1 が加算され（Ｓ2407）、この値に上述のモジュレーシ
ョン出力ＭO2が加算されて新たなアドレスＡM1が得られ
る（Ｓ2408）。

【０１０４】次に、このアドレスＡM1（位相）に対応す
る正弦波の値が外部メモリ１１６（図１）から読み出さ
れ（Ｓ2409）、これにエンベロープ値Ｅ1 が乗算され楽
音波形出力Ｏ1 が得られる（Ｓ2410）。

【０１０５】そして、これがＲＡＭ２０６（図２）又は
３０６（図３）内のバッファＢ（図１７参照）に加算さ
れて（Ｓ2411）、１発音チャネル分のＦＭ変調処理を終
了する。 ＜ＴＭ変調方式による音源処理＞次に、ＴＭ変調方式に
よる音源処理について説明する。

【０１０６】まず、ＴＭ変調方式の原理について説明す
る。前述のＦＭ変調方式は、 e＝A・sin｛ωct＋I(t)・sinωmt｝ なる演算式を基本とする。ここで、ωctは搬送波位相角
（搬送信号）、sin ωmtは変調波位相角（変調信号）、
及びI(t)は変調指数である。

【０１０７】これに対し、本実施例でＴＭ変調方式と呼
ぶ位相変調方式は、 e ＝A・f_T｛ fc(t)＋I(t)・sinωmt｝ なる演算式を基本とする。ここで、f_T(t) は三角波関数
であり、各位相角の領域毎に次のような関数で定義され
る（ただし、ωは入力）。

【０１０８】 f_T(ω)＝2/π・ω ・・・( 領域:0≦ω≦π/2) f_T(ω)＝−1＋2/π(3π/2−ω) ・・・( 領域:π/2≦ω≦3π/2) f_T(ω)＝−1＋2/π( ω−3 π/2) ・・・( 領域:3π/2≦ω≦2π) また、fcは変形サイン波と呼ばれ、各位相角の領域毎
に、異なるサイン波形データの記憶されている外部メモ
リ１１６（図１）を、搬送位相角ωcｔ でアクセスして
得られる搬送信号生成関数である。各位相角の領域毎の
fcは、次のように定義される。

【０１０９】 fc(t)＝(π/2)sinωct ・・・（領域：0≦ωct≦π/2) fc(t)＝π−(π/2)sinωct ・・・（領域：π≦ωct≦3π/2) fc(t)＝2π＋(π/2)sinωct ・・・（領域：3π/2≦ωct≦2π) ＴＭ変調方式では、上述の如き関数fc(t) で生成される
搬送信号に、変調信号sin ωmtを変調指数I(t)で示され
る割合で加算して得た加算信号により、前述の三角波関
数が変調される。これにより、変調指数I(t)の値が０で
あれば正弦波を生成することができ、I(t)の値を大きく
してゆけば非常に深く変調された波形を生成することが
できる。ここで、変調信号sin ωmtの代わりに様々な信
号を用いることができ、以下に述べるように、前回演算
時の自分のオペレータ出力を一定のフィードバックレベ
ルでフィードバックさせたり、他のオペレータの出力を
入力させたりすることができる。

【０１１０】このような原理のもとでＴＭ変調方式によ
る音源処理が実行される場合の動作フローチャートを図
２５に示す。この場合も、図２３のＦＭ変調方式の場合
と同様、２オペレータで音源処理を行う場合の例であ
り、処理のアルゴリズムは図２６で示される。また、フ
ロー中の各変数は、ＭCPU １０１又はＳCPU １０２のＲ
ＡＭ２０６、３０６上の図１４のいずれかの発音チャネ
ル領域に記憶される、図１６のテーブル１のＴＭフォー
マットの各データである。

【０１１１】最初に、モジュレータであるオペレータ２
(OP2) の処理が行われる。ピッチ処理については、ＰＣ
Ｍ方式のように補間が行われないので、整数アドレスＡ
2 のみである。

【０１１２】まず、現在アドレスＡ2 にピッチデータＰ
2 が加算される（Ｓ2601）。次に、変形サイン変換fcに
より、上記アドレスＡ2 （位相）に対応する変形サイン
波が外部メモリ１１６（図１）から読み出され、搬送信
号がＯ2 として生成される（Ｓ2602）。

【０１１３】続いて、搬送信号である上述のＯ2 に、変
調信号としてフィードバック出力ＦO2（Ｓ2606）が加算
され、新たなアドレスが得られてＯ2 とされる（Ｓ260
3）。フィードバック出力ＦO2は、前回のインタラプト
タイミングにおいて後述するＳ2606の処理が実行される
ことにより得られている。

【０１１４】そして、上述の加算アドレスＯ2 に対応す
る三角波の値が計算される。実際には、外部メモリ１１
６（図１）に前述した三角波データが記憶されており、
上記アドレスＯ2 でその三角波データをテーブル引きす
ることにより得られる（Ｓ2604）。

【０１１５】続いて、上記三角波データにエンベロープ
値Ｅ2 が乗算され出力Ｏ2 が得られる（Ｓ2605）。この
後、この出力Ｏ2 にフィードバック・レベルＦL2が乗算
されフィードバック出力ＦO2が得られる（Ｓ2607）。こ
の出力ＦO2は、本実施例の場合、次回のインタラプトタ
イミングにおけるオペレータ２(OP2) への入力とされ
る。

【０１１６】また、Ｏ2 にモジュレーション・レベルＭ
L2が乗算されて、モジュレーション出力ＭO2が得られる
（Ｓ2607）。このモジュレーション出力Ｍ02は、オペレ
ータ１(OP1) への変調入力になる。

【０１１７】次に、オペレータ１(OP1) の処理に移る。
この処理は、フィードバック出力による変調入力が無い
他は、殆ど上述のオペレータ２の場合と同じである。ま
ず、オペレータ１の現在アドレスＡ1 にピッチデータＰ
1 が加算され（Ｓ2608）、得られた値に対して前述の変
形サイン変換が行われて搬送信号がＯ1 として得られる
（Ｓ2609）。

【０１１８】次に、このＯ1 に上述のモジュレーション
出力ＭO2が加算されて新たなＯ1 とされ（Ｓ2610）、こ
の値Ｏ1 が三角波変換され（Ｓ2611）、更にエンベロー
プ値Ｅ1 が乗算されて楽音波形出力Ｏ1 が得られる（Ｓ
2612）。

【０１１９】これがＲＡＭ２０６（図２）又は３０６
（図３）内のバッファＢ（図１７参照）に加算され（Ｓ
2613）、１発音チャネル分のＴＭ変調処理を終了する。
以上、ＰＣＭ、ＤＰＣＭ、ＦＭ、ＴＭという４つの各種
音源方式が実行される場合の動作原理を説明した。この
中でＦＭとＴＭの２方式は変調方式であり、上述の例で
はいずれも、図２４、図２６に示すアルゴリズムに基づ
く２オペレータによる処理であるが、実際に演奏時の音
源処理は、オペレータの数がもっと多く、アルゴリズム
はより複雑であってもよい。 ＜音源処理プログラムの転送動作＞最後に、本発明に関
連する音源処理プログラムの転送動作につき説明する。

【０１２０】前述したように、音色等の設定に応じて、
各発音チャネル毎にＰＣＭ、ＤＰＣＭ、ＦＭ又はＴＭ等
の異なる音源方式を割り当てることができる。そして、
音色等の設定が行われた場合、８チャネル分の音源方式
が定まった音源処理プログラムが一括して、外部メモリ
１１６（図１）からプログラムメモリ２０１（図２）又
はプログラムＲＡＭ３０１にロードされる。これによ
り、各発音チャネル毎にどの音源方式で楽音を生成する
かという判別処理を行うことが不要となる。

【０１２１】この場合、ＭCPU １０１のプログラムメモ
リ２０１は、ＲＯＭ部分とＲＡＭ部分とからなってお
り、ＲＯＭ部分には予め図９のメインフローのプログラ
ムが格納されている。これに対して、ＲＡＭ部分には、
音色設定時等において、図１０のインタラプト処理のプ
ログラムが図１の外部メモリ１１６から一括して転送さ
れる。また、ＳCPU １０２のプログラムＲＡＭ３０１に
も、同様に図１１のインタラプト処理のプログラムが転
送される。

【０１２２】図２７に外部メモリ１１６上に予め格納さ
れる各種音源処理プログラムのデータ配置を、図２８に
ＭCPU １０１内のプログラムメモリ２０１のＲＡＭ部
分、又はＳCPU １０２内のプログラムＲＡＭ３０１のデ
ータ配置をそれぞれ示す。

【０１２３】今、演奏者が図７の機能キー７０１により
音色設定等を行うと、本実施例による楽音波形発生装置
は、例えば、ＭCPU １０１及びＳCPU １０２上の楽音生
成を行うための８つの発音チャネルのそれぞれで、例え
ば全ての発音チャネルでＰＣＭ方式により楽音生成を行
う、又はＴＭ方式により楽音生成を行う、或いは１〜３
チャネルでＦＭ方式により、４〜６チャネルでＴＭ方式
により、７〜８チャネルでＰＣＭ方式により楽音生成を
行う、というように機能することができる。

【０１２４】そして、外部メモリ１１６上には、例えば
全ての発音チャネルでＰＣＭ方式により楽音生成を行う
ための図１３の動作フローチャートに基づく８チャネル
分連続の音源処理プログラム、又はＴＭ方式により楽音
生成を行うための８チャネル分連続の音源処理プログラ
ム、或いは１〜３チャネルでＦＭ方式により、４〜６チ
ャネルでＴＭ方式により、７〜８チャネルでＰＣＭ方式
により楽音生成を行うための８チャネル分連続の音源処
理プログラムが、図２７のように、外部メモリ１１６上
の独立したアドレス領域に格納されている。

【０１２５】この場合のデータ配置は、図２７のように
１６ビット単位となっている。これは、外部メモリ１１
６等として汎用のＲＯＭなどを使用した場合に、１６ビ
ット単位のものが多いので、それに対応可能とするため
である。そして、１６ビット単位で割り振られた各アド
レス領域に、上述した音源処理プログラムが格納されて
いる。

【０１２６】これに対して、プログラムメモリ２０１の
ＲＡＭ部分及びプログラムＲＡＭ３０１のデータ配置
は、図２８のように２８ビット単位のネクストアドレス
方式のプログラムデータとなっている。

【０１２７】そして、プログラムメモリ２０１上では、
２８ビット単位で割り振られた例えばアドレス1BFF〜1F
FF（１６進表現）に、前述した８チャネル分連続の音源
処理プログラムが、外部メモリ１１６から転送される。
なお、アドレス1BFFより前のアドレス部分は、図９のメ
インフローに対応するプログラムを格納するためのＲＯ
Ｍ領域である。

【０１２８】ここで、外部メモリ１１６からプログラム
メモリ２０１への音源処理のプログラムデータの転送時
には、後述する図２のコマンド解析部２０７及びメモリ
アドレス制御部２０５が、両者のアドレスを同期させて
いる。

【０１２９】以上の動作は、プログラムＲＡＭ３０１に
対しても同様に行われる。但し、プログラムＲＡＭ３０
１は音源処理を行うだけであるため、図９のメインフロ
ーを格納するためのＲＯＭ領域はない。

【０１３０】次に、上記データ配置に基づく具体的な音
源処理プログラムの転送動作について、図２９の動作タ
イミングチャートを用いて説明する。この転送動作は、
図２のＭCPU １０１内のコマンド解析部２０７が中心と
なって、特には図示しない発振器から発生する図２９
(a) の原発振クロックから生成される同図(b),(c) の２
相クロックＣＫ２及びＣＫ１に同期して実行するものと
する。

【０１３１】まず、演奏者が図７の機能キー７０１で音
色設定の動作を行うと、コマンド解析部２０７は、図９
のステップＳ903 の機能キー処理において、図２９(i)
のタイミングで音源処理プログラム転送命令の実行を開
始する。以下の動作は、全てコマンド解析部２０７が上
記転送命令を実行する動作として実現される。

【０１３２】まず、コマンド解析部２０７は、設定され
た音色に対応する音源処理グループを判定し、それに対
応する８チャネル分の連続する音源処理プログラムが格
納されている外部メモリ１１６上の先頭アドレスを決定
する。

【０１３３】続いて、コマンド解析部２０７は、上記先
頭アドレスから図２９(d) のように順次インクリメント
されるアドレス信号を、図２の外部メモリアクセス用ア
ドレスバスインタフェース２１５、アドレスバスＭＡ等
を介して外部メモリ１１６に供給する。これによって、
図２７の１６ビット単位で割り振られた、設定された音
色に対応する８チャネル分の連続する音源処理プログラ
ムが格納されているアドレスが順次指定され、連続する
１６ビット及び１２ビットの有効データからなるプログ
ラムデータＰＲＧが、図２７のａ，ａ´，ｂ，ｂ´，・
・・のように順次出力される。

【０１３４】これら１６ビットの有効データ及び１２ビ
ットの有効データともに、図１の１６ビットのデータバ
スＭＤから図２のＭCPU １０１の外部メモリデータバス
インタフェース２１６に入力し、内部バスを介してプロ
グラムメモリ２０１に転送される。

【０１３５】これと共に、コマンド解析部２０７は、図
２９(h) のようにハイレベルに立ち上がったアドレス切
替信号Ｃを、図２のＭCPU １０１のメモリアドレス制御
部２０５及び図３のＳCPU １０２のＲＡＭアドレス制御
部３０５とゲート回路３１４に出力する。メモリアドレ
ス制御部２０５は、アドレス切替信号Ｃがハイレベルの
場合には、楽音生成用のプログラムアドレスは生成せ
ず、図２９(e) のように順次インクリメントされるＡ0
〜Ａ12の１３ビットからなるアドレス信号ＡＤＲを出力
する。このアドレス信号ＡＤＲは、プログラムアドレス
デコーダ２０２に入力される。

【０１３６】また、アドレス切替信号Ｃがハイレベルで
あることにより、図３のゲート回路３１４は、外部メモ
リ１１６から図２のＭCPU １０１を介して転送されてき
た音源処理のプログラムデータＰＲＧを選択してプログ
ラムＲＡＭ３０１に入力すると共に、上述のアドレス信
号ＡＤＲを選択してＲＡＭアドレス制御部３０５に送
る。そして、同制御部３０５は、それをそのままＲＡＭ
アドレスデコーダ３０２に入力する。これにより、図２
８の２８ビット単位で割り振られたアドレス1BFF〜1FFF
が順次指定される。

【０１３７】同時に、コマンド解析部２０７は、図２９
(h) のようなアップダウン指示信号ＵＤと、それに同期
した図２９(i) のようなライト信号〜Ｗを、プログラム
メモリ２０１及びゲート回路３１４からプログラムＲＡ
Ｍ３０１に供給する。

【０１３８】以上の制御動作によって、外部メモリ１１
６から出力される音源処理のプログラムデータＰＲＧの
連続する１６ビット及び１２ビットの２データずつが、
プログラムメモリ２０１及びプログラムＲＡＭ３０１上
の各アドレス（１３ビットのアドレス信号ＡＤＲで定ま
る）の下位１６ビットと上位１２ビット（アップダウン
指示信号ＵＤで定まる）に順次格納されてゆく。

【０１３９】以上のようにして、メモリアドレス制御部
２０５がプログラムアドレスデコーダ２０２及びＲＡＭ
アドレスデコーダ３０２に対して指定する１３ビットの
アドレス信号ＡＤＲが、図２９(e) のように1FFFまでイ
ンクリメントされ、８チャネル分の連続する音源処理の
プログラムデータＰＲＧの転送が終了したら、その旨が
同制御部２０５からコマンド解析部２０７に通知され
る。これにより、同解析部２０７は、図２９(d) のよう
に外部メモリ１１６に対するアドレス信号の発生を終了
し、同時に図２９(f),(g),(h) のようにアップダウン指
示信号ＵＤ、ライト信号〜Ｗ及びアドレス切替信号Ｃを
ローレベルに戻す。

【０１４０】以上の処理動作が、コマンド解析部２０７
が、図９のステップＳ903 の機能キー処理において図２
９(i) の音源処理プログラム転送命令を実行することに
より実現される。なお、上述の処理動作中は、図２のコ
マンド解析部２０７は、インタフェース制御部２０３に
対して、音源処理のためのインタラプト信号を発生しな
いように制御を行う。

【０１４１】上述の動作以後、転送された音源処理プロ
グラムに基づいて各発音チャネル毎に任意の音源方式で
楽音生成が実行される。上述の動作において、選択され
る８チャネル分連続の音源処理プログラムによっては、
プログラム容量が異なるが、本実施例では、プログラム
メモリ２０１又はプログラムＲＡＭ３０１上には最大プ
ログラム容量分の領域が確保され、上述のプログラム転
送も無条件に最大プログラム容量分だけ実行される。従
って、選択されたプログラムによっては、余分なプログ
ラム部分が転送されることになるが、８チャネル分連続
の音源処理プログラムの最後には終了命令が格納されて
おり、それが実行されることにより、以後の余分なプロ
グラム部分は実行されないため問題は生じない。

【０１４２】また、上述の音源処理プログラムには、図
１０に対応するＭCPU インタラプト処理のプログラム又
は図１１に対応するＳCPU インタラプト処理のプログラ
ムの部分まで含まれる。従って、プログラムメモリ２０
１へのプログラム転送とプログラムＲＡＭ３０１へのプ
ログラム転送とでは、厳密には前者の方が、図１０のス
テップＳ1012〜Ｓ1014’に対応する処理の分だけプログ
ラムステップ数が多いが、上述の転送動作では、プログ
ラムメモリ２０１及びプログラムＲＡＭ３０１の両者と
も図１０に対応する同一のプログラムが転送される。そ
こで、同プログラムにおいて、ステップＳ1012にさしか
かる境界部分に特殊命令を挿入しておき、図３のＳCPU
１０２のコマンド解析部３０７は、プログラムＲＡＭ３
０１から上記特殊命令を読み出したら、その時点でＳCP
U インタラプト処理を終了してＭCPU １０１に対してＳ
CPU 処理終了信号Ｂ（図１参照）を出力する。従って、
ＳCPU １０２側では、上述の余分なプログラム部分は実
行されない。

【０１４３】以上のようにして、音色設定時等に８チャ
ネル分の連続する音源処理プログラムを一括して外部メ
モリ１１６からプログラムメモリ２０１及びプログラム
ＲＡＭ３０１にロードすることにより、各発音チャネル
毎にどの音源方式で楽音を生成するかという判別処理を
行うことが不要となり、図１０又は図１１のインタラプ
ト処理の実行時間を短縮化できる。これにより、演奏情
報を処理するための図９のメインフローのプログラムの
実行時間を多くとることができ、楽音生成の応答性能を
向上させることが可能となる。 ＜他の実施例の態様＞上述の実施例では、演奏者が図７
の機能キー７０１で音色設定の動作を行ったときに、図
９のステップＳ903 の機能キー処理において音源処理プ
ログラム転送命令を実行するようにしたが、音色設定以
外の操作を行った場合に実行するようにしてもよい。ま
た、電源オン時等に自動的に実行される構成にすること
もできる。

【０１４４】また、以上説明してきた本発明の一連の実
施例では、図１に示される如く、ＭCPU １０１とＳCPU
１０２という２つのＣＰＵが異なる発音チャネルを分担
して処理するようにしたが、ＣＰＵの数は１つでも、ま
た、３つ以上でもよい。

【０１４５】更に、図２のＭCPU １０１の入力ポート２
１０には、図７及び図８のような楽器操作部のほかに様
々な操作部を接続することが可能であり、これにより種
々の形態の電子楽器を実現できる。また、他の電子楽器
からの演奏情報を入力して音源処理のみを行う音源モジ
ュールとして実現することも容易である。

【０１４６】

【発明の効果】本発明によれば、プログラム実行手段
は、所定時間間隔毎に各発音チャネルの楽音生成を行う
場合、音色設定時等に音源処理プログラム転送制御手段
により予め実行用プログラム記憶手段に転送された全発
音チャネル分連続した音源処理プログラムを一括して実
行することが可能となる。

【０１４７】これにより、各発音チャネル毎にどの音源
方式で楽音を生成するかという判別処理を行うことが不
要となり、分岐命令の数を削減することが可能となるた
め、同時に発音可能な発音チャネル数を増加させること
ができる等、楽器の性能を向上させることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例の全体構成図である。

【図２】マスターＣＰＵの内部構成図である。

【図３】スレーブＣＰＵの内部構成図である。

【図４】従来のＤ／Ａ変換器部の構成図である。

【図５】本実施例によるＤ／Ａ変換器部の構成図であ
る。

【図６】Ｄ／Ａ変換におけるタイミングチャートであ
る。

【図７】機能キーと鍵盤キーの配置図である。

【図８】鍵盤キーの説明図である。

【図９】メイン動作フローチャートである。

【図１０】ＭCPU インタラプト処理の動作フローチャー
トである。

【図１１】ＳCPU インタラプト処理の動作フローチャー
トである。

【図１２】メイン動作フローチャートとインタラプト処
理の関係を示す概念図である。

【図１３】音源処理の動作フローチャートである。

【図１４】ＲＡＭ上の発音チャネル別の記憶領域を示す
図である。

【図１５】ＲＡＭ上の音源方式別のデータフォーマット
の構成図（その１）である。

【図１６】ＲＡＭ上の音源方式別のデータフォーマット
の構成図（その２）である。

【図１７】ＲＡＭ上のバッフア領域を示す図である。

【図１８】ＰＣＭ方式による音源処理の動作フローチャ
ートである。

【図１９】ＤＰＣＭ方式による音源処理の動作フローチ
ャート（その１）である。

【図２０】ＤＰＣＭ方式による音源処理の動作フローチ
ャート（その２）である。

【図２１】ＰＣＭ方式で差分値Ｄと現在アドレスＡF を
用いて補間値ＸQ を求める場合の原理説明図である。

【図２２】ＤＰＣＭ方式で差分値Ｄと現在アドレスＡF
を用いて補間値ＸQ を求める場合の原理説明図である。

【図２３】ＦＭ方式による音源処理の動作フローチャー
トである。

【図２４】ＦＭ方式による音源処理のアルゴリズムを示
す図である。

【図２５】ＴＭ方式による音源処理の動作フローチャー
トである。

【図２６】ＴＭ方式による音源処理のアルゴリズムを示
す図である。

【図２７】外部メモリ１１６のデータ配置図である。

【図２８】プログラムメモリ２０１、プログラムＲＡＭ
３０１のデータ配置図である。

【図２９】音源処理プログラム転送の動作タイミングチ
ャートである。

【符号の説明】

１０１ マスターＣＰＵ １０２ スレーブＣＰＵ １０３ ＭCPU 外部メモリアクセス用アドレスラッ
チ部 １０４ ＳCPU 外部メモリアクセス用アドレスラッ
チ部 １０５ アクセス用アドレス競合回避回路 １０６ 外部メモリセレクタ部 １０７ Left Ｄ／Ａ変換器部 １０８ Right Ｄ／Ａ変換器部 １０９ 入力ポート １１０ 出力ポート １１１、１１２ 出力端子 １１３ レフト出力端子 １１４ ライト出力端子 １１５ 外部メモリデータイン端子 １１６ 外部メモリ ２０１ プログラムメモリ ２０２ メモリアドレスデコーダ ２０３ インタラプト制御部 ２０４、２０５、３０４、３０５ ＲＡＭアドレス
制御部 ２０６、３０６ ＲＡＭ ２０７、３０７ コマンド解析部 ２０８、３０８ ＡＬＵ部 ２０９、３０９ 乗算器 ２１０ 入力ポート ２１１ 出力ポート ２１２ ＳCPU 内部ＲＡＭアドレス指定バス・イン
タフェース ２１３ ＳCPU への書き込みデータバス・インタフ
ェース ２１４ ＳCPU からの読み込みデータバス・インタ
フェース ２１５ 外部メモリアクセス用アドレスバス・イン
タフェース ２１６ 外部メモリデータバス・インタフェース ２１７ Ｄ／Ａデータ転送バス・インタフェース ２１８ プログラムＲＯＭ ２１９ イニシャル転送制御部 ３０１ プログラムＲＡＭ ３０２ ＲＡＭアドレス制御部 ３０３ ＭCPU によるＳCPU 内部ＲＡＭアドレス指
定バス・インタフェース ３１０ ＭCPU よりの書き込みデータバス・インタ
ーフェース ３１１ ＭCPU への読み出しデータバス・インタフ
ェース ３１２ 外部メモリアクセス用アドレスバス・イン
タフェース ３１３ 外部メモリデータバス・インタフェース ３１４ ゲート回路 ４０１、５０１ ラッチ ４０２ Ｄ／Ａ変換器 ７０１ 機能キー ７０２ 鍵盤キー Ａ ＳCPU リセット解除信号（処理開始信号） Ｂ ＳCPU 処理終了信号 Ｃ アドレス切替信号 Ｍa ＳCPU 内部ＲＡＭアドレス指定バス Ｄout ＭCPU がＳCPU へ書き込むデータバス Ｄin ＭCPU がＳCPU へ読み込むデータバス ＭＡ ＭCPU が外部メモリを指定するアドレスバス ＳＡ ＳCPU が外部メモリを指定するアドレスバス ＭＤ ＭCPU が外部メモリから読み込むデータバス ＳＤ ＳCPU が外部メモリから読み込むデータバス ＰＲＧ プログラムデータ ＡＤＲ アドレス信号 ＵＤ アップダウン指示信号 〜Ｗ ライト信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斯波 康祐 東京都西多摩郡羽村町栄町３丁目２番１号 カシオ計算機株式会社羽村技術センター 内 (72)発明者 小倉 和夫 東京都西多摩郡羽村町栄町３丁目２番１号 カシオ計算機株式会社羽村技術センター 内 (72)発明者 細田 潤 東京都西多摩郡羽村町栄町３丁目２番１号 カシオ計算機株式会社羽村技術センター 内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定時間間隔で、複数の各発音チャネル
   毎に、複数の音源方式のうち任意の音源方式の音源処理
   プログラムを実行して楽音信号を生成するプログラム実
   行手段を含む楽音波形発生装置において、 前記全発音チャネル分連続して実行される音源処理プロ
   グラムを、前記全発音チャネルの音源方式の組合せ毎に
   複数組保存する保存用プログラム記憶手段と、 前記所定時間間隔毎に、前記プログラム実行手段によ
   り、前記全発音チャネル分連続して実行される音源処理
   プログラムを記憶する実行用プログラム記憶手段と、 前記保存用プログラム記憶手段から前記全発音チャネル
   分連続して実行される音源処理プログラムの任意の組を
   読み出して前記実行用プログラム記憶手段に転送する音
   源処理プログラム転送制御手段と、 を有することを特徴とする楽音波形発生装置。
2. 【請求項２】 所定時間間隔で、複数の各発音チャネル
   毎に、複数の音源方式のうち任意の音源方式の音源処理
   プログラムを実行して楽音信号を生成するプログラム実
   行手段を含む複数のプロセッサで構成される楽音波形発
   生装置において、 前記各プロセッサ毎に全発音チャネル分連続して実行さ
   れる音源処理プログラムを、前記全発音チャネルの音源
   方式の組合せ毎に複数組保存する保存用プログラム記憶
   手段と、 前記各プロセッサ毎に設けられ、前記所定時間間隔毎
   に、前記各プロセッサのプログラム実行手段により、前
   記各プロセッサの全発音チャネル分連続して実行される
   音源処理プログラムを記憶する実行用プログラム記憶手
   段と、 前記保存用プログラム記憶手段から前記全発音チャネル
   分連続して実行される音源処理プログラムの任意の組を
   読み出して前記各プロセッサの実行用プログラム記憶手
   段に転送する音源処理プログラム転送制御手段と、 を有することを特徴とする楽音波形発生装置。