JPH0950279A - 音源装置及び楽音生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力を節減することにより、乾電池を電
源とする電子楽器の長時間の演奏を可能にする音源装置
の提供。 【解決手段】 演奏情報が入力されると、周波数を制御
可能なクロック信号供給手段から供給されるクロック信
号を、この演奏情報に応じてクロック制御手段が制御す
る。楽音生成手段は、この制御されたクロック信号を基
本クロックとして、上記演奏情報に基づく楽音生成処理
を実行する。基本クロックの周波数が低くなれば、消費
電力が節減されるので、長時間の演奏が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、楽音信号を生成
する技術分野に属し、特に、消費電力を節減するパワー
マネージメント機構を具えたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】今日の電子楽器には、楽音信号を生成す
る処理（例えばＰＣＭ（パルス符号変調）方式による処
理やＦＭ（周波数変調）方式による処理等）を実行する
専用のＬＳＩ回路である音源ＬＳＩが、広く採用されて
いる。こうした音源ＬＳＩには、消費電力を制御する手
段は備えられておらず、したがって、消費電力は常に一
定であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電子楽器には、例えば
ポータブルキーボード等のように、携帯を可能にするた
めに電源として乾電池を使用するものも少なくない。こ
うした電子楽器では、消費電力を極力節減することが、
長時間の演奏を可能にするために重要な課題である。し
かし、従来の音源ＬＳＩでは、消費電力が一定であるた
め、非発音時に音源ＬＳＩ自体をオフにするくらいし
か、節電のための手段が存在しなかった。この発明は上
述の点に鑑みてなされたもので、消費電力を節減するこ
とにより、特に乾電池を電源とする電子楽器の長時間の
演奏を可能にする音源装置及び楽音生成方法を提供しよ
うとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る音源装置
は、供給するクロック信号の周波数を制御可能なクロッ
ク信号供給手段と、入力した演奏情報に応じて前記クロ
ック信号の周波数を制御するクロック制御手段と、前記
クロック制御手段によって制御された前記クロック信号
を基本クロックとして、前記演奏情報に基づいて楽音信
号の生成処理を実行する楽音生成手段とを具えたことを
特徴としている。

【０００５】演奏情報を入力すると、その演奏情報に応
じて、クロック制御手段が、クロック信号供給手段から
供給されるクロック信号の周波数を制御する。楽音生成
手段は、この制御されたクロック信号を基本クロックと
して、演奏情報に基づく楽音生成処理を実行する。

【０００６】この発明に係る楽音生成方法は、演奏情報
を入力する第１のステップと、前記演奏情報に応じて、
楽音信号を生成する際の基本クロックの周波数を制御す
る第２のステップと、前記第２のステップで制御した基
本クロックで、前記演奏情報に基づく楽音信号の生成処
理を実行する第３のステップとから成ることを特徴とし
ている。

【０００７】このように、入力した演奏情報に応じて基
本クロックが制御されるが、基本クロックの周波数が低
くなれば、処理速度は低下する反面、消費電力が少なく
なる。したがって、音源装置の消費電力が節減される。

【０００８】尚、具体的には、入力した演奏情報に基づ
いて、同時に生成すべき楽音数を求め、該楽音数に応じ
て基本クロックを制御する（楽音数が多いときは周波数
を高くし、楽音数が少ないときは周波数を低くする）よ
うにするか、または、入力した演奏情報に基づいて、実
行すべき生成処理の演算量を算出し、該演算量に応じて
基本クロックを制御する（演算量が多いときは周波数を
高くし、演算量が少ないときは周波数を低くする）よう
にすることが好適である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。以下の説明では、ハ
ードウェアとしての音源ＬＳＩに替えて、楽音信号の生
成処理を記述したコンピュータプログラムをＣＰＵ（セ
ントラルプロセッシングユニット）に実行させることに
よって楽音信号を生成するようにしたものにこの発明を
適用している。このような音源装置や楽音生成方法のこ
とを、ここではＣＰＵ音源あるいはソフト音源と呼ぶこ
とにする。

【００１０】図１は、この発明を適用したソフト音源を
搭載した電子楽器の全体構成ブロック図である。この電
子楽器は、演奏者の演奏に応じたＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃ
ａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅ
ｒｆａｃｅ）楽器からの演奏情報に基づき、同時に生成
すべき楽音数に応じた発音チャンネル数での楽音信号生
成処理（及び生成した楽音信号に効果を付与するエフェ
クト処理）をパーソナルコンピュータのＣＰＵに実行さ
せるコンピュータミュージックシステムである。

【００１１】ＣＰＵ１には、ＭＩＤＩ楽器の接続される
ＭＩＤＩのインターフェース２，ＲＯＭ（リードオンリ
ーメモリ）３，ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４，
タイマ５，クロックコントロールレジスタ６，キーボー
ド７，ディスプレイ８，ハードディスク装置９，及びＤ
ＭＡ（ダイレクトメモリアクセス）回路１０が、データ
及びアドレスバス１１を介して接続されている。また、
このパーソナルコンピュータはポータブル式であり、電
源である乾電池１２から各ブロックに電力が供給されて
いる。

【００１２】ハードディスク装置９には、演奏情報に応
じて加工すべき音色データ（例えば、ＰＣＭ方式で記録
した波形データ等）が記録されている。ＲＡＭ４には、
生成されて効果を付与された楽音信号を一時的に記憶さ
せるための記憶領域等が設けられている。

【００１３】ＤＭＡ回路１０は、ＲＡＭ４に一時記憶さ
れた楽音信号を、Ｄ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換
器１３の再生サンプリング周波数に合わせてダイレクト
メモリアクセス方式で１サンプルずつ順次ＲＡＭ４から
読み出してＤ／Ａ変換器１３に送る再生処理を実行する
ものである。Ｄ／Ａ変換器１３の再生サンプリング周波
数は、上記基本クロックとは別の、周波数を固定したク
ロック信号に同期している（以下では、この再生サンプ
リング周波数を４８ｋＨｚであるとする）。ＤＭＡ回路
１０は、一例として、１２８サンプルの楽音信号を単位
としてこの再生処理を実行する。ＤＭＡ回路１０は、各
単位の楽音信号に対する再生処理を開始する毎に、所定
のフラグを立てるようになっている。Ｄ／Ａ変換器１３
でアナログ信号に変換された楽音信号は、サウンドシス
テム１４に供給されて音響的に発音される。

【００１４】クロックコントロールレジスタ６には、Ｃ
ＰＵ１が幾通りかの値のデータを書き込むことができ
る。図示しない水晶発振器から発生した一定周波数の信
号を分周する分周器（図示せず）は、このレジスタ６に
書き込まれたデータの値に応じて、６０ＭＨｚ，３０Ｍ
Ｈｚまたは１５ＭＨｚのうちのいずれかの周波数のクロ
ック信号を基本クロックとして各ブロックに供給する
か、あるいはクロック信号を各ブロックに供給しない状
態（スリープモードと呼ぶ）になる。すなわち、ＣＰＵ
１をはじめとする各ブロックの基本クロックは、６０Ｍ
Ｈｚ，３０ＭＨｚ，１５ＭＨｚまたはスリープモードの
４通りに制御可能であり、ＣＰＵ１によってそのいずれ
かの周波数に制御される。尚、スリープモード中に演奏
者が新たにＭＩＤＩ楽器２のパネルスイッチ等を操作し
た場合にも、スリープモードが解除されてクロック信号
の周波数が１５ＭＨｚに設定されるようになっている。

【００１５】図２は、基本クロックの周波数と、ＣＰＵ
１の消費電力との関係の一例を示したものである。この
例では、周波数が低くなると、それにほぼ比例して消費
電力も小さくなっている。また、スリープモードでは、
消費電力が著しく小さくなっている。

【００１６】図３は、ソフト音源の基本原理を示した図
である。ＣＰＵ１は、所定の時間長の区間を単位とし
て、各区間内に入力したＭＩＤＩ２からの演奏情報に基
づき、それぞれ当該区間の次の区間に、楽音信号生成処
理（及びエフェクト処理）を実行する。ＤＭＡ回路１０
は、こうして各区間毎に生成された楽音信号を単位とし
て、それぞれ当該区間の次の区間に再生処理を実行す
る。（例えば、時刻Ｔ１からＴ２までの区間に入力した
演奏情報に基づき、時刻Ｔ２からＴ３までの区間に楽音
信号生成処理を実行し、時刻Ｔ３からＴ４までの区間に
再生処理を実行する。）したがって、１区間の長さは、
ＤＭＡ回路１０が再生処理の１単位とするサンプル数と
再生サンプリング周期との積であり、前述の例では１２
８÷４８０００≒０．００２７秒となる。

【００１７】そして、再生処理は、楽音を切れ目なく発
音させるために各区間毎に途切れることなく連続して実
行する必要があるので、ＣＰＵ１は、ＤＭＡ回路１０が
各区間で再生処理を実行する楽音信号（前述の例では１
２８サンプルの楽音信号）については、必ずその直前の
区間内に生成を完了している必要がある。しかし、入力
する演奏情報の内容や演奏情報の入力頻度は、演奏の進
行に伴って時間的に変化していくので、１区間内に同時
に生成すべき楽音数や、１区間内に実行すべき生成処理
の演算量は、一定ではなく、むしろ区間毎に大きく変動
するという特徴を有している。

【００１８】以上がソフト音源の基本原理であるが、周
波数を制御可能な基本クロックで動作するＣＰＵでは、
同時に生成すべき楽音数が少ない区間や実行すべき生成
処理の演算量が少ない区間では、それらが多い区間より
も基本クロックの周波数を低くすることによって処理速
度を遅くしても、当該区間内に生成処理を完了させるこ
とが可能である。そして、基本クロックの周波数を低く
した区間では、基本クロックの周波数が高い区間よりも
消費電力が少なくなる（図２参照）。この電子楽器は、
こうした基本クロックの制御による消費電力の節減を図
りつつ、楽音信号生成処理を実行するものである。次
に、この楽音信号生成処理の一例を、図４以下を参照し
て説明することにする。

【００１９】図４は、ＣＰＵ１の実行するメインルーチ
ンを示すフローチャートである。メインルーチンでは、
所定の初期設定（ステップＳ１）の後、ＲＡＭ４内の入
力バッファに受信データが記憶されているか否かを判断
し（ステップＳ２）、記憶されていれば、受信データ処
理を実行する（ステップＳ３）。受信データ処理には、
例えば、ＭＩＤＩ２からのノートオン信号に基づくノー
トオンイベント処理や、ＭＩＤＩ２からのノートオフ信
号に基づくノートオフイベント処理等が含まれる。

【００２０】続いて、キーボード７の操作に基づくパネ
ルスイッチの操作イベントの有無を判断し（ステップＳ
４）、操作イベントがあれば、パネルスイッチイベント
処理を実行する（ステップＳ５）。パネルスイッチイベ
ント処理には、例えば、音色選択スイッチの操作に基づ
く音色選択処理や、エフェクトスイッチの操作に基づく
効果選択処理等が含まれる。続いて、楽音信号を生成す
る「音源処理」（ステップＳ６）と、その他の処理（ス
テップＳ７）とを実行し、以下、ステップＳ２乃至ステ
ップＳ７の処理を繰り返す。

【００２１】ステップＳ３の受信データ処理は、ＭＩＤ
Ｉ２からの受信データが入力バッファに書き込まれたこ
とを条件としてステップＳ２でイエスと判断されて開始
されるが、この書込みは、ＭＩＤＩ２からの受信データ
が発生する都度に、図５に示す「最優先の割込み処理」
を実行することによって行なわれる。この割込み処理で
は、受信データが発生すると、最初のステップＳ１１
で、ＣＰＵ１の基本クロックがスリープモードか否かを
判断する。スリープモードであれば、ステップＳ１２に
進み、クロックコントロールレジスタ６に所定の値のデ
ータを書き込むことによって基本クロックの周波数を１
５ＭＨｚに設定した後、ステップＳ１３に進む。他方、
スリープモードでなければ、ステップＳ１１からそのま
まステップＳ１３に進む。

【００２２】ステップＳ１３では、当該受信データを取
り込む。続くステップＳ１４では、取り込んだ受信デー
タを、現在の時刻を示す時刻データとともにＲＡＭ４内
の入力バッファに書き込む。時刻データを書き込む理由
は、受信データの入力バッファへの書込みは、受信デー
タが発生する都度直ちに行なうが、入力バッファに書き
込んだ受信データに対するメインルーチンでの処理は、
直ちに実行するわけではないので、いつ発生した受信デ
ータかを識別できるようにしておくことにある。図６
は、入力バッファの記憶領域の一例を示す。この例で
は、受信データを１件毎に時刻データとともに書き込む
領域である「データ１」，「データ２」，「データ３」
…と、受信データの件数を書き込む領域である「イベン
ト数」とが設けられている。続くステップＳ１５乃至ス
テップＳ１７では、基本クロックの周波数の見直しのた
めの処理を実行するが、この処理の説明は、「音源処
理」の説明の後に行なうことにする。

【００２３】次に、受信データ処理のうちのノートオン
イベント処理の一例を、図７に示す。この処理では、最
初のステップＳ２１で、入力バッファから、ノートナン
バ，ベロシティ及び音色パートを示すデータと時刻デー
タとを読み出してそれぞれ所定のレジスタに格納する。
続くステップＳ２２では、上記ノートナンバに対応する
楽音信号を発生すべき発音チャンネルの割当てを行な
う。続くステップＳ２３では、パネルスイッチイベント
処理（図４のステップＳ５）のうちの音色選択処理によ
って上記音色パートについて選択された音色データをＲ
ＡＭ４から読み出し、その音色データを上記ノートナン
バ及びベロシティに応じて加工する。図８は、ハードデ
ィスク装置９から読み出されてＲＡＭ４の音色データ領
域に記憶された音色データの内容の一例を示す。この例
では、音色データには、所定音域毎の複数周期分の波形
データ，エンベロープを制御するデータ，タッチを制御
するデータ及びその他のデータが含まれている。

【００２４】続くステップＳ２４では、加工した音色デ
ータ（楽音生成アルゴリズムを示すデータ及びピッチを
制御するデータを含む）を、時刻データとともにＲＡＭ
４内の当該発音チャンネル用の音源レジスタに書き込
み、最後にステップＳ２５で、ノートオンを示すデータ
を当該音源レジスタに書き込む。そしてリターンする。
図９は、音源レジスタの記憶領域の一例を示す。この例
では、３２チャンネル分の音源レジスタが用意されてお
り、各音源レジスタに、ノートナンバ，波形データ，エ
ンベロープ制御データ、ノートオン，時刻データ及びそ
の他のデータを書き込む領域と、ワーキングエリアとが
設けられている。その他のデータには、パネルスイッチ
イベント処理で選択されたエフェクトのアルゴリズムを
示すデータ等が含まれる。

【００２５】次に、「音源処理」（図４のステップＳ
６）の一例を、図１０に示す。この処理では、最初のス
テップＳ３１で、各発音チャンネル用の音源レジスタ
（図９参照）の記憶内容をチェックし、続くステップＳ
３２で、いずれかの発音チャンネル用の音源レジスタに
新規の書込みがあったか否かを判断する。ノートオンイ
ベント処理（図７）等が実行されたことによって新規の
書込みが行なわれた音源レジスタがあれば、ステップＳ
３３に進み、その音源レジスタ内のデータを、現在の区
間の次の区間での楽音信号生成処理及びエフェクト処理
の対象として予約する。そしてステップＳ３４に進む。
他方、新規の書込みがなければ、ステップＳ３２からそ
のままステップＳ３４に進む。

【００２６】ステップＳ３４では、ＤＭＡ回路１０が１
２８サンプル分の楽音信号に対する再生処理を開始する
毎（すなわち、各区間からその次の区間に移行した毎）
に立てる前述のフラグをチェックする。続いてステップ
Ｓ３５では、フラグが立っているか否か（すなわち、新
たな区間に移行したか否か）を判断する。

【００２７】フラグが立っていなければ、そのままリタ
ーンし、フラグが立つまで、メインルーチンのステップ
Ｓ７，Ｓ２乃至Ｓ５の処理（図４）と「音源処理」のス
テップＳ３１乃至Ｓ３５の処理とを繰り返す。フラグが
立つと、ステップＳ３５からステップＳ３６に進み、ス
テップＳ３３で当該区間での楽音信号生成処理の対象と
して予約した各発音チャンネルのデータから、当該区間
において実行すべき楽音信号生成処理及びエフェクト処
理等の内容（発音チャンネル数や、各処理の順序や、各
処理の演算内容等）を確定するとともに、入力バッファ
に書き込まれている受信データ（すなわち、当該の区間
の次の区間で楽音信号生成処理及びエフェクト処理等を
実行するためのデータ）から、当該区間において実行す
べきイベント処理等の内容を確定する。

【００２８】続くステップＳ３７では、ステップＳ３６
で確定した処理内容から、当該区間における楽音信号生
成処理，エフェクト処理及びイベント処理等に要する全
演算量を算出する。この全演算量は、一例として、確定
した内容の処理を周波数６０ＭＨｚの基本クロックで完
了するのに要する時間で表現するものとする。そして、
この全演算量と、１区間の長さ（前述のように約０．０
０２７秒）とから、確定した内容の処理を１区間内に完
了するのに必要な基本クロックの最低周波数を前述の１
５，３０，６０ＭＨｚの中から選択し、その周波数に対
応する値のデータをクロックコントロールレジスタ６に
書き込む。（すなわち、全演算量が１区間の長さの半分
を越えていれば６０ＭＨｚを選択し、全演算量が１区間
の長さの半分以下であれば３０ＭＨｚを選択し、全演算
量が１区間の長さの４分の１以下であれば１５ＭＨｚを
選択する。）これにより、ＣＰＵ１をはじめとする各ブ
ロックの基本クロックが、当該最低周波数に設定され
る。尚、楽音信号生成処理，エフェクト処理及びイベン
ト処理等を実行すべきデータが全く存在しない区間で
は、スリープモードに対応する値のデータをレジスタ６
に書き込むことにより、スリープモードに設定するもの
とする。

【００２９】ここで、楽音信号生成処理，エフェクト処
理及びイベント処理に要するそれぞれの演算量を算出す
るにあたって考慮すべき要素をいくつか列挙すると、次
のとおりである。楽音信号生成処理においては、発音チ
ャンネル数が多いほど演算量も多くなることはもちろん
であるが、各発音チャンネルにおける楽音信号生成アル
ゴリズムの相違や演算精度の相違によっても、演算量が
異なってくる。また、この電子楽器では再生サンプリン
グ周波数は各発音チャンネルともに４８ｋＨｚに固定さ
れているが、再生サンプリング周波数が可変にした場合
には、再生サンプリング周波数の高さに応じて演算量が
異なってくる。

【００３０】エフェクト処理においては、エフェクトの
アルゴリズムの相違や、演算グレードの相違によって演
算量が異なってくる。イベント処理においては、イベン
ト数が多いほど演算量も多くなることはもちろんである
が、イベントの種類の相違によっても演算量が異なって
おり、最も演算量が多いのはノートオンイベント処理で
ある。

【００３１】ステップＳ３７に続くステップＳ３８で
は、ステップＳ３３で演算の対象として予約したデータ
に対して楽音信号生成処理を実行することにより、当該
区間分の１２８サンプルの楽音信号を生成する。楽音信
号生成処理は、一例として、各発音チャンネルで、原波
形を生成する処理と、生成した原波形に対してフィルタ
演算を行なう音色処理と、音色処理を施した波形に対す
る音量制御処理とを時分割に実行し、これによって得ら
れた各発音チャンネルの波形を、所望の比率で累算する
ものである。この楽音信号生成処理が、ステップＳ３７
で設定された周波数の基本クロックで実行されるので、
全演算量が少ない区間では周波数が低く設定されること
によって消費電力が節減される。

【００３２】続くステップＳ３９では、ステップＳ３８
で生成した楽音信号に対し、エフェクト処理を実行する
ことによって効果を付与する。このエフェクト処理も、
ステップＳ３７で設定された周波数の基本クロックで実
行されるので、全演算量が少ない区間では周波数が低く
設定されることによって消費電力が節減される。

【００３３】最後のステップＳ４０では、ステップＳ３
９でエフェクト処理を施した楽音信号を、ＲＡＭ４内の
出力バッファに書き込んで、当該区間の次の区間で再生
処理を実行する対象としてＤＭＡ回路１０に予約する。
そしてリターンする。この楽音信号に対して、当該区間
の次の区間に、ＤＭＡ回路１０によって前述のような再
生処理が実行されることになる。図１１は、出力バッフ
ァの記憶領域を示す。１２８サンプルのそれぞれの楽音
信号を記憶する領域が設けられている。尚、出力バッフ
ァは２系統設けられており、ＣＰＵ１は、各区間毎に互
い違いに１系統ずつに楽音信号を書き込み、ＤＭＡ回路
１０は、各区間毎に、ＣＰＵ１が書込みを行なっていな
いほうの出力バッファ（すなわちＣＰＵ１が当該区間の
直前の区間に楽音信号を書き込んだ出力バッファ）から
楽音信号を読み出して再生処理を実行するようになって
いる。

【００３４】「音源処理」を終了すると、メインルーチ
ンのステップＳ７，Ｓ２乃至Ｓ５の処理（図４）と「音
源処理」のステップＳ３１乃至Ｓ３５の処理とを繰り返
す。その際、その他の処理（図４のステップＳ７），受
信データ処理（同図のステップＳ３）及びパネルスイッ
チイベント処理（同図のステップＳ５）が、「音源処
理」のステップＳ３７で設定された周波数の基本クロッ
クで実行されるので、全演算量が少ない区間では周波数
が低く設定されることによって消費電力が節減される。

【００３５】そして、再び新たな区間に移行すると、
「音源処理」のステップＳ３５から再びステップＳ３６
以下に進み、新たな区間での基本クロックの周波数を設
定し、その周波数の基本クロックで該区間における楽音
信号生成処理，エフェクト処理及びイベント処理等を実
行する。以下、こうした処理を繰り返すことにより、各
区間毎に基本クロックを制御しながら楽音信号を生成し
ていく。

【００３６】尚、「音源処理」のステップＳ３７で基本
クロックの周波数を設定した後でも、当該区間内に新た
にＭＩＤＩ２からの受信データが発生した場合には、実
行中の処理を中断して、前述の「最優先の割込み処理」
（図５）を実行することになる。ところが、この割込み
処理によって入力バッファに受信データが書き込まれる
ことにより、当該区間内に新たに受信データ処理（図４
のステップＳ３）等を実行しなければならなくなるの
で、当該区間において実行すべきイベント処理等の内容
が、「音源処理」のステップＳ３６で確定した内容より
も多くなってしまう。こうした場合に基本クロックの周
波数をステップＳ３７で設定したままにしておくと、当
該区間において実行すべき処理を、当該区間内に完了で
きなくなることがある。

【００３７】そこで、「最優先の割込み処理」（図５）
では、ステップＳ１５で、この新たな受信データに対し
て当該区間において実行すべきイベント処理等の演算量
を算出する。そして、「音源処理」のステップ３７で算
出した全演算量のうちまだ処理していない演算量にこの
新たな演算量を加えた合計と、当該区間の残り時間とか
ら、当該区間において実行すべき処理を残り時間内に完
了するのに必要な基本クロックの最低周波数を、１５，
３０，６０ＭＨｚの中から求める。続くステップＳ１６
では、ステップＳ１５で求めた周波数が、現在の周波数
（すなわち、当該区間に「音源処理」のステップ３７で
設定した周波数）よりも高いか否かを判断する。

【００３８】高ければ、ステップＳ１７に進み、ステッ
プＳ１５で求めた周波数に対応する値のデータをクロッ
クコントロールレジスタ６に書き込むことにより、基本
クロックをこの新たな周波数に設定し直す。そしてリタ
ーンする。他方、現在の周波数よりも高くなければ、ス
テップＳ１６からそのままリターンする。こうした基本
クロックの周波数の見直しを行なうことにより、基本ク
ロックの周波数の設定があった後に新たな受信データが
発生した場合にも、当該区間において実行すべき処理
を、当該区間内に完了できるようになる。

【００３９】「音源処理」のステップＳ３７で基本クロ
ックの周波数を設定した後に、当該区間内に新たな受信
データが発生しない場合でも、ＣＰＵ１は、各区間毎
に、区間の開始後所定の時間が経過したときに、図１２
に示すような割込み処理を実行する。（受信データの発
生があった場合には、受信データを直ちに入力する必要
があるので、この割込み処理よりも「最優先の割込み処
理」のほうを優先して実行する。）すなわち、最初にス
テップ４１で、「音源処理」のステップ３７で算出した
全演算量のうちまだ処理していない演算量と、当該区間
の残り時間とから、当該区間において実行すべき処理を
残り時間内に完了するのに必要な基本クロックの最低周
波数を、１５，３０，６０ＭＨｚの中から求める。続く
ステップＳ４２では、ステップＳ４１で求めた周波数
が、現在の周波数（すなわち、当該区間に「音源処理」
のステップ３７で設定した周波数）よりも高いか否かを
判断する。

【００４０】高ければ、ステップＳ４３に進み、ステッ
プＳ４１で求めた周波数に対応する値のデータをクロッ
クコントロールレジスタ６に書き込むことにより、基本
クロックをこの新たな周波数に設定し直す。そしてリタ
ーンする。他方、現在の周波数よりも高くなければ、ス
テップＳ４２からそのままリターンする。

【００４１】この割込み処理によって周波数の見直しを
行なう理由は、新たな受信データの発生がない場合で
も、何らかの事情（例えば、ＣＰＵ１が図４のメインル
ーチンと並行して別の処理を実行しており、その別の処
理に予想外に時間を要したこと等）によって、最初に設
定した周波数の基本クロックでは間に合わなくなること
がないとはいえないので、区間の途中で必ず周波数の見
直しをするのが望ましいと考えたことにある。

【００４２】このように、この電子楽器では、実行すべ
き処理に要する演算量に応じて基本クロックを制御する
ことにより、消費電力が節減されるので、電源である乾
電池を交換することなく演奏を行なえる時間が従来より
も延長されるようになる。また、このように基本クロッ
クを制御することにより、演算量が少ない区間では基本
クロックの低下により電磁波の輻射が減少するようにな
るので、電磁波の不要な輻射の抑制を図ることもできる
ようになる。

【００４３】尚、この発明は、上述のように乾電池等の
バッテリーを内蔵した電子楽器に適用した場合に特に有
効であるが、これに限らず、過程用コンセントから電力
を供給するようにした電子楽器にこの発明を適用しても
よい。そうした場合にも、やはり消費電力の節減や電磁
波の不要な輻射の抑制を図ることができる。

【００４４】また、この実施の形態では、メインルーチ
ンの処理を、図３を用いて説明したようなタイミングに
従って実行している。しかし、これに限らず、必要に応
じて、適宜のタイミングでこの処理を実行するようにし
てよい。すなわち、例えば「音源処理」の楽音信号生成
処理を、新たな区間への移行のタイミングで開始するか
わりに、各区間において生成した１２８サンプルの楽音
信号のうちＤＭＡ回路１０に渡された残りのサンプル数
が所定数以下になったことを検出し、その検出のタイミ
ングで楽音信号生成処理を開始するようにしてもよい。
あるいは、一定時間毎に出力バッファの空き状態をチェ
ックすることにより、出力バッファの所定以上の領域が
空いたことを検出し、その検出のタイミングで楽音信号
生成処理を開始するようにしてもよい。また例えば、受
信データ処理の実行により音源レジスタにデータが書き
込まれることによって「音源処理」のステップＳ３２で
イエスと判断される毎に、直ちにそのデータについて楽
音信号生成処理を実行するようにしてもよい。

【００４５】また、この実施の形態では、２系統の出力
バッファを設け、一方の出力バッファにＣＰＵが楽音信
号を書き込む区間では、ＤＭＡ回路がもう一方の出力バ
ッファから楽音信号を読み出すようにしている。しか
し、これに限らず、出力バッファを１系統だけ設けるよ
うにしてもよい。その場合には、ＣＰＵが、生成した楽
音信号の書込みポインタ位置への書込みを先行して行な
い、ＤＭＡ回路が、１サンプリング周期毎に進行する読
出しポインタを発生することにより、書き込まれた楽音
信号を読み出すようにすればよい。また逆に、３系統以
上の出力バッファを設けるようにしてもよい。そうした
場合には、ＣＰＵは、ＤＭＡ回路が楽音信号に対する再
生処理を実行する区間よりも２区間以上先行して、当該
楽音信号を生成して出力バッファに書き込んでおくこと
ができるようになる。

【００４６】そして、いずれの場合においても、基本ク
ロックの制御は、楽音信号生成処理の開始時点に行なう
ようにするとよい。また、いずれの場合においても、基
本クロックの見直しを、受信データの入力バッファへの
書込みの際に行なったり、楽音信号生成処理の途中に行
なったり、楽音信号生成処理とは関係なく所定の時間に
行なったりするとよい。

【００４７】また、この実施の形態では、基本クロック
を６０ＭＨｚ，３０ＭＨｚ，１５ＭＨｚまたはスリープ
モードの４通りに制御可能なソフト音源にこの発明を適
用している。しかし、これに限らず、基本クロックを他
の適宜の周波数に制御可能なソフト音源にこの発明を適
用してよいことはもちろんである。

【００４８】また、この実施の形態では、ＭＩＤＩから
の受信データに基づき、実行すべき処理に要する演算量
を算出し、この演算量に応じて基本クロックの制御を行
なっている。しかし、これに限らず、例えば、ＭＩＤＩ
からの受信データに基づき、同時に生成すべき楽音数を
求め、この楽音数に応じて基本クロックを制御するよう
にしてもよい。更に一般的にいえば、基本クロックの周
波数を固定するのではなく、ＭＩＤＩからの受信データ
に応じて、基本クロックの周波数の制御を行なうように
なっていればよい。

【００４９】また、この発明は、電子楽器としての専用
機器の制御ＣＰＵにより実行される、ＲＯＭに記憶され
たファクトリーセットのプログラムで実施してもよい
し、あるいは、ウィンドウズ等のオペレーティングシス
テムが動作する汎用のパーソナルコンピュータにより実
行される、フロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭ等に記憶
されたソフトウェアに適用してもよい。

【００５０】また、この実施の形態では、ソフト音源に
この発明を適用しているが、これに限らず、他の音源装
置にもこの発明を適用してよいことはもちろんである。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、入力
した演奏情報に応じて基本クロックを制御することによ
り、音源の消費電力を節減することができるという優れ
た効果を奏する。したがって、特に、携帯を可能にする
ために電源として乾電池を使用した電子楽器の音源にこ
の発明を適用すれば、乾電池を交換することなく長時間
の演奏を行なうことができるようになるので、そうした
電子楽器の使用性の向上を図ることができる。更に、こ
のように基本クロックを制御することにより、電磁波の
不要な輻射の抑制を図ることができるという効果をも併
せて奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を採用した電子楽器の全体構成ブロッ
ク図。

【図２】基本クロックの周波数と、ＣＰＵの消費電力と
の関係の一例を示す図。

【図３】ソフト音源の基本原理を示す図。

【図４】ＣＰＵの実行するメインルーチンを示すフロー
チャート。

【図５】ＣＰＵの実行する割込み処理を示すフローチャ
ート。

【図６】入力バッファの記憶領域の一例を示す図。

【図７】ＣＰＵの実行するノートオンイベント処理を示
すフローチャート。

【図８】音色データの内容の一例を示す図。

【図９】音源レジスタの記憶領域の一例を示す図。

【図１０】ＣＰＵの実行する音源処理を示すフローチャ
ート。

【図１１】出力バッファの記憶領域の一例を示す図。

【図１２】ＣＰＵの実行する割込み処理を示すフローチ
ャート。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ ＭＩＤＩ ３ ＲＯＭ ４ ＲＡＭ ５ タイマ ６ クロックコントロールレジスタ ７ キーボード ８ ディスプレイ ９ ハードディスク装置 １０ ＤＭＡ回路 １１ データ及びアドレスバス １２ 乾電池 １３ Ｄ／Ａ変換器 １４ サウンドシステム

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給するクロック信号の周波数を制御可
   能なクロック信号供給手段と、 入力した演奏情報に応じて前記クロック信号の周波数を
   制御するクロック制御手段と、 前記クロック制御手段によって制御された前記クロック
   信号を基本クロックとして、前記演奏情報に基づいて楽
   音信号の生成処理を実行する楽音生成手段と、を具えた
   音源装置。
2. 【請求項２】 前記クロック制御手段は、同時に生成す
   べき楽音数を前記演奏情報に基づいて求め、該楽音数に
   応じて前記クロック信号を制御するものであり、前記楽
   音生成手段は、前記楽音数に応じた発音チャンネル数で
   楽音信号を生成するものである請求項１に記載の音源装
   置。
3. 【請求項３】 前記クロック制御手段は、前記楽音生成
   手段が実行すべき処理に要する演算量を前記演奏情報に
   基づいて算出し、該演算量に応じて前記クロック信号を
   制御するものである請求項１に記載の音源装置。
4. 【請求項４】 前記楽音生成手段は、所定の時間長の区
   間を単位として、各区間毎に楽音信号を生成するもので
   あり、前記クロック制御手段は、各区間毎に、前記楽音
   生成手段による処理が開始される前に前記クロック信号
   を制御するものである請求項１乃至３のいずれかに記載
   の音源装置。
5. 【請求項５】 前記クロック制御手段は、前記楽音生成
   手段による処理の実行中に、処理の進行状況に応じて前
   記クロック信号の周波数を再び制御するものである請求
   項４に記載の音源装置。
6. 【請求項６】 演奏情報を入力する第１のステップと、 前記演奏情報に応じて、楽音信号を生成する際の基本ク
   ロックの周波数を制御する第２のステップと、 前記第２のステップで制御した基本クロックで、前記演
   奏情報に基づく楽音信号の生成処理を実行する第３のス
   テップと、から成る楽音生成方法。
7. 【請求項７】 前記第２のステップでは、同時に生成す
   べき楽音数を前記演奏情報に基づいて求め、該楽音数に
   応じて前記基本クロックを制御し、前記第３のステップ
   では、前記楽音数に応じた発音チャンネル数で楽音信号
   を生成する請求項６に記載の楽音生成方法。
8. 【請求項８】 前記第２のステップでは、実行すべき処
   理に要する演算量を前記演奏情報に基づいて算出し、該
   演算量に応じて前記基本クロックを制御する請求項６に
   記載の楽音生成方法。
9. 【請求項９】 所定の時間長の区間を単位として、各区
   間毎に前記第１のステップ乃至前記第３のステップを繰
   り返す請求項６乃至８のいずれかに記載の楽音生成方
   法。
10. 【請求項１０】 前記第３のステップの途中で処理の進
    行状況に応じて前記基本クロックを再び制御するステッ
    プを更に設けた請求項９に記載の楽音生成方法。