KR0179815B1

KR0179815B1 - 디지탈 음발생장치 및 그의 음발생방법

Info

Publication number: KR0179815B1
Application number: KR1019950070169A
Authority: KR
Inventors: 김상용; 김학근
Original assignee: 문정환; 엘지반도체주식회사
Priority date: 1995-12-31
Filing date: 1995-12-31
Publication date: 1999-04-01
Also published as: JPH09230862A; US5880387A; KR970050091A

Abstract

본 발명의 디지탈 음발생장치는, 음발생을 제어하는 중앙처리장치와의 정보교환을 위한 중앙처리장치 인터페이스와, 발생시키려는 음의 각종제어 파라미터를 저장하기 위한 슬롯 메모리 부와, 새로운 음 발생시 상기 중앙처리장치측에 상기 새로운 음을 발생시키기 위한 슬롯정보를 제공하는 슬롯할당부와, 상기 슬롯 메모리부의 각종 파라미터를 이용하여 원래의 음을 재현하기 위해 연산을 수행하는 데이타 처리부와, 상기 슬롯 메모리 부와 슬롯할당부의 정보를 받아 원음의 음량을 제어하기 위한 음량제어 부를 포함하여 구성되며, 상기 슬롯할당부에서 동시에 연주해야 하는 음의 수가 해당 장치의 최대동시발음수, 즉 슬롯수보다 많은 경우 유휴슬롯, 연주가 끝나는 슬롯, 타악기음을 제외한 음량 레벨이 가장 낮은 슬롯순으로 슬롯을 할당, 저장하고 이를 중앙처리장치에 제공함으로써, 현재 연주되고 있는 슬롯중에서 가장 적절한 슬롯을 할당할 수 있고, 할당된 슬롯의 음량레벨이 0이 아니면 그 음을 릴리즈시켜 연주가 부자연스러워지는 것을 방지하며, 또한 중앙처리장치가 종래와 같이 일일이 슬롯상태를 검출할 필요가 없으므로 제어부담을 최소화하여 전체 시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

디지탈 음발생장치 및 그의 음발생방법

제1도는 종래의 기술에 의한 디지탈 음발생장치의 구성블럭도.

제2도는 종래의 기술에 의한 음발생시 시간에 따른 음량의 변화와 본 발명에 의한 음량의 변화를 도시한 그래프.

제3도는 종래의 기술에 의한 디지탈 음발생장치의 슬롯메모리 구조도.

제4도는 음발생을 위한 신호처리 프레임과 슬롯과의 관계를 도시한 구성 블럭도.

제5도는 본 발명에 의한 디지탈 음발생장치의 구성블럭도.

제6도는 제5도의 상세 구성블럭도.

제7도는 제6도의 슬롯 음량 비교부 중 제1비교부의 일실시예를 도시한 구성 블럭도.

제8도는 제6도의 슬롯 음량 비교부 중 제2비교부의 일실시예를 도시한 구성 블럭도.

제9도는 제6도의 슬롯할당제어부중 슬롯할당 레지스터의 구조도.

제10도는 본 발명에 의한 디지탈 음발생장치의 제어방법을 도시한 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 슬롯 음량 레지스터부 30 : 상태 제어부

40 : 슬롯 릴리즈부 50 : 슬롯할당 제어부

60 : 슬롯 음량 비교부 70 : 타이밍 발생부

본 발명은 음발생장치에 관한 것으로, 특히 중앙처리장치의 비교, 판단에 의하지 않고 슬롯할당부를 통해 가장 적절한 슬롯(slot)을 할당하고 그 정보를 중앙처리장치에 제공함으로써 중앙처리장치의 이용효율과 연주효과를 향상시키기 위한 디지탈 음발생장치 및 그의 음발생방법에 관한 것이다.

종래의 음발생장치는 제1도에 도시한 바와 같이, 슬롯 메모리부(2)와 중앙처리장치와의 정보교환을 위한 중앙처리장치 인터페이스(interface)(1)와, 발생시키려는 음의 각종제어 파라미터(parameter)를 저장하고 있는 슬롯 메모리(slot memlory)부(2)와, 상기 슬롯 메모리부(2)의 각종 파라미터를 이용하여 원래의 음으로 재현하기 위해 연산을 수행하는 데이타 처리부(3)와, 상기 슬롯 메모리부(2)와 데이타 처리부(3)의 정보를 받아 원음의 음량을 제어하기 위한 음량제어부(4)로 구성된다.

일반적으로 디지탈 음처리장치에서는 음량의 시간적 변화를 나타내는 음량 엔벨로프가 시작(attacll), 감쇄(decay),유지(sustain), 릴리즈(release)의 ADSR 방식으로 되어 있는데, 상기와 같은 종래의 음발생장치의 경우 제2도의(a)에 도시한 바와 같이 키가 온되는 상태가 되면 시작(A), 감쇄(D)를 거쳐 유지(5)레벨에서 계속적으로 음을 발생시키다가 키가 오프되면 릴리즈 값에 따라 음이 감쇄(R)되거나, 제2도의(나)에 이 감쇄하도록 되어 있다.

이러한 동작은 키온 메세지를 받게 되면 제일먼저 시작(A)을 구현하기 위해 중앙처리장치에서 시작 음량 레벨(①)과 도착해야할 음량 레벨(②), 그 사이 구간에서 변화하는 시간적인 음량 변화량, 즉 음량비를 상기 슬롯 메모리 부에 쓰게 됨으로써 이루어지는데, 음량비에 있어서 ①②' 구간이 ①②구간보다 크며, ②'③구간은 ②③ 구간보다 음량의 시간적 변화량이 작다.

그리고, 제2도의(a)및(b)와 같이 음량비는 시작 구간에서만 양수이고, 나머지 구간에서는 음수 또는 제로가 되며, 쓰여진 시작 음향 관련 정보는 도시하지는 않았으나 엔벨로프 발생부에 의해 매 프레임마다 현음량에 음량비가 더해지고, 현음량 레벨이 목표 음량 레벨에 도달할때 까지 계속 증가한다.

이어서 현음량 레벨이 목표 음량 레벨에 도달하면 시작 구간은 끝나게 되고 현음량 레벨은 ②가 되고, 이때 중앙처리장치는 다시 감쇄를 구현하기 위해 새로운 목표 음량 레벨(③)과 새로운 음량비를 슬롯 메모리부에 써주어 시도동작과 같은 방식으로 동작하게 되며, 나머지 유지 및 릴리즈도 동일하다.

또한 동시에 여러음을 발생시킬때, 특히 동시에 음을 발생시킬 수 있는 모든 슬롯이 모두 음을 발생시키고 있을때는 연주해야할 새로운 이 입력되면 중앙처리장치가 현재 발음중인 모든 슬롯의 음량정보를 비교하여 가장 음량레벨이 낮은 슬롯을 찾아내어 그 슬롯에 새로운 음에 대한 파라미터를 입력시키도록 되어 있다.

즉, 동시에 처리할 수 있는 음의 수가 예를들어 32개인 경우, 제4도에 도시한 바와 같이 샘플링비(sampling rate)를 44.1KHz로 했을때, 22.6μs가 되는 1프레임(frame)동안 32개 음에 대한 처리를 차례로 하게 되는데, 이때 각각의 음은 슬롯이라는 단위로 처리하게 되고, 각각의 음을 처리하기 위해서 필요한 각종 파라미터는 중앙처리장치에 의해 슬롯메모리부에 쓰여지게 되며, 여기서 한음을 발생시키기 위해 상기 슬롯 메모리 부에 쓰여지는 정보로는, 제3도에 도시한 바와 같이 해당 슬롯에서 연주되어야 하는 음이 저장되어 있는 음 샘플 메모리의 어드레스(address)인 샘플 어드레스정보와 음의 높이를 지정하는 피치(pitch)제어정보, 음색을 조정하기 위한 필터 제어정보와, 음량의 시간적 변화를 제어하기 위한 음량제어정보등이 있으며, 상기한 바와 같이 제4도의 1프레임동안 슬롯(slot)ψ로부터 슬롯(slot)31의 순으로 처리되게 된다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 예를들어 동시에 첫번째 슬롯에는 A악기음을 처리하고, 두번째 슬롯에는 B악기음을 처리하며, 세번째 슬롯에는 C악기음을 처리하려고 할때는, 상기 중앙처리장치 인터페이스를 통해 차례로 A악기음의 파라미터를 제4도의 슬롯ψ 파라미터 영역에 쓰고, B악기음의 파라미터를 슬롯1 파라미터 영역에 쓰며, C악기음은 슬롯2 파라미터 영역에 쓴다.

그리고 나머지 슬롯3 파라미터 영역에서부터 마지막 슬롯 파라미터 영역까지는 쓰여지지 않고 다만 슬롯 동작 마스크 비트(SOMB:Slolt Operation mask Bit)를 1로 하여 동작하지 못하게 한다.

상기와 같이 모든 슬롯 영역에 파라미터 입력이 끝나면, 제3도에 도시한 바와 같이 첫번째 슬롯에서부터 차례로 데이타 처리부와 음량 제어부에 의해 원음으로 재생되어, 도시하지는 않았으나 상기 음량제어부의 내부 누산기에 저장되고, 그 다음에 제2, 제3슬롯이 차례로 처리되어 상기 누산기에 저장된 A음과 차례로 더해지게 되며, 나머지 슬롯들은 아무런 동작을 하지 않으므로 상기 누산기에는 변화가 없다.

그리고 상기와 같은 방법에 의해 1프레임이 끝나면 상기 누산기에 있는 데이타는 디지탈 아날로그 변화기를 통해 스피커(speaker)로 전달되는데, 여기서 1프레임 동안 처리된 데이타는 일정한 시간간격으로 샘플링된 음의 수많은 샘플링 데이타중에 한개의 샘플링 데이타를 처리한 것이므로, 한개의 음이 완전히 끝나기 위해서는 해당음의 샘플링 데이타 숫자만큼의 프레임이 지나야 된다.

또한 각각의 음은 길이와 음높이가 모두 틀리므로 위의 예에서 A,B,C음이 끝나는 순서도 샘플 데이타의 길이가 길수록, 그리고 음의 세기를 크게 할수록 늦게 끝나게 되므로 만약 32개음을 동시에 연주했을때 어떤음이 가장 먼저 끝날 것인가를 정확히 판단해야 하며, 32개 음이 아직 모두 끝나지 않은 상태에서 새로운 음의 연주가 필요할때는 음의 중요성이 가장 낮아 먼저 끝내도 되는 슬롯에 새로운 음의 파미터를 입력시켜야 연주가 부자연스러워지는 것을 방지할 수 있다.

그러나 상기한 종래의 음발생장치는, 각 슬롯에 입력한 음량레벨만을 비교하여 처리하거나 가장 먼저 연주를 시작했던 슬롯을 찾아 처리하게 됨으로써 음발생 기여도가 높은 연주중인 음이 잘못처리되어 연주효과를 현저히 저하시킬 수 있으며, 슬롯할당시마다 중앙처리장치가 각각의 슬롯 메모리의 음량제어정보처리에 관여해야 하므로 발생시킬 음이 많은 경우에는 다른 동작을 제어하지 못하기 때문에 전체적인 음발생장치의 처리속도가 늦어지고, 이를 개선하기 위해 처리속도가 빠른중앙처리장치를 사용하는 경우에는 제품가격이 상승하는등 많은 문제점들이 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 슬롯할당부에서 1프레임마다 가장먼저 음이 끝나거나 가장 음발생기여도가 낮은 슬롯을 찾아 저장하고 있다가 새로운 음을 입력시켜 중앙처리장치에서 새로운 음을 입력시키고자 할때 상기 슬롯할당부만 읽어봄으로써 슬롯할당을 결정할 수 있도록 하여 슬롯할당에 소요되는 시간을 줄이고, 이에따라 상기 중앙처리장치가 다른 제어를 보다 충실하게 할 수 있으며, 또한 정확한 슬롯을 할당함으로써 연주효과를 높일수 있는 디지탈 음발생장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 디지탈 음발생장치를 효과적으로 제어하기 위한 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지탈 음발생장치는, 음발생을 제어하는 중앙처리장치와의 정보교환을 위한 중앙처리장치 인터페이스와, 발생시키려는 음의 각종제어 파라미터를 저장하기 위한 슬롯 메모리부와, 새로운 음 발생시 상기 중앙처리장치측에 상기 새로운 음을 발생시키기 위한 슬롯정보를 제공하는 슬롯할당부와, 상기 슬롯 메모리부의 각종 파라미터를 이용하여 원래의 음을 재현하기 위해 연산을 수행하는 데이타 처리부와, 상기 슬롯 메모리 부와 데이타처리부의 정보를 받아 원음의 음량을 제어하기 위한 음량제어부를 포함하여 구성된것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디지탈 음발생장치의 제어방법은, 각 슬롯에 대한 모든 파라미터를 초기화시키는 과정과, 음별로 해당슬롯을 할당하는 과정과, 모든 슬롯이 할당된 후에 음량이 0인 슬롯을 검출하여 새로운 음 연주시 할당할 수 있도록 슬롯번호를 기록하는 과정과, 음량이 0인 슬롯이 없으면 타악기가 아닌 슬롯들을 비교하여 새로운 음 연주시 할당할 수 있도록 가장 낮은 음량레벨의 슬롯번호를 기록하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명하고자 한다.

본 발명의 디지탈 음발생장치는 제5도에 도시한 바와 같이, 슬롯 메모리부(12), 슬롯 할당부(100)와 중앙처리장치간의 정보교환을 위한 중앙처리장치 인터페이스(11)와; 음에 대한 각종제어 파라미터를 저장하고 있는 슬롯 메모리부(12)와; 상기 중앙처리장치에 음을 발생시키기 위한 슬롯정보를 제공하는 슬롯할당부(100)와, 상기 슬롯 메모리부(12)의 각종 파라미터를 이용하여 원래의 음으로 재현하기 위해 연산을 수행하는 데이타처리부(13)와, 상기 슬롯 메모리부(12)와 데이타처리부(13)의 정보를 받아 원음의 음량을 제어하기 위한 음량제어부(14)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 슬롯할당부(100)는, 제6도에 도시한 바와 같이 상기 슬롯 메모리부(12)의 파라미터 중에서 현재음에 대한 음량, 음량비 및 목표음량과 이전음에 대한 음량, 음량비 및 목표음량 데이타를 저장하기 위한 슬롯 음량 레지스터부(20)와, 상기 슬롯 음량 레지스터부(20)의 출력을 비교하기 위한 슬롯 음량 비교부(60)와, 상기 슬롯 음량 비교부(60)의 비교결과에 따라 중앙처리장치가 새로운 음을 발생시키도록 슬롯의 번호를 결정하는 슬롯 할당 제어부(50)와, 상기 슬롯 할당 제어부(50)의 슬롯번호를 중앙처리장치가 독출(read)해가면 해당 슬롯의 현재 발음중인 음을 릴리즈(release)시켜 연주시 음이 급격히 끊기는 것을 방지하기 위한 슬롯 릴리즈부(40)와, 상기 슬롯 음량 레지스터부(20), 상기 슬롯 음량 비교부(60), 및 슬롯 할당 제어부(50)의 출력에 따라 슬롯상태를 결정하기 위한 상태 제어부(30)와, 상기 모든 동작을 제어하는 신호를 발생시키기 위한 타이밍 발생부(70)로 구성되며, 각부의 보다 상세한 구성과 동작은 다음과 같다.

먼저 상기 슬롯 메모리부(12)는, 각각의 음플 발생시킬때 필요한 연산 파라미터를 저장하는 곳으로, 종래와 같이 샘플링된 음이 저장된 곳의 어드레스 정보, 피치 제어 정보, 필터 및 음량 관련정보 외에 해당 슬롯의 동작여부를 결정하는 슬롯 동작 마스크 비트(SOMB), 타악기음 비트(PSB:Percussion Sound Bit), 음할당 마스크 비트(SAM:Sound Assign Mask bit), 타악기음 마스크 비트(PMB: Purcussion Mask Bit), 스킵비트(SB:Skip Bit)등이 추가 저장되고, 슬롯 단위로 구분되며, 동시발음수(n)만큼 각각의 슬롯 영역(slotψ∼slot(n-1))이 존재한다.

그리고 각각의 슬롯 영역에 저장된 파라미터는, 제4도에 도시한 바와 같이 각각의 해당 슬롯 처리시간에서 데이타 처리를 위해 읽혀져 원음을 재생시키는 연산에 사용되는데, 예를들어 해당 슬롯의 슬롯동작 마스크 비트(SOMB)가 1이면 해당 슬롯은 마스킹되어 연산을 하지 않게 되고, 슬롯동작 마스크 비트(SOMB)가 0이면 해당 슬롯은 정상적인 연산을 행하게 된다.

상기 슬롯 음량 레지스터부(20)는, 현 슬롯 음량 레지스터(CSVR)(Current Slot Volume Register)(21)와, 이전 슬롯 음량 레지스터(PSVR)(Previous Slot Volume Register)(22)와, 현 슬롯 음량비 레지스터(CSVRR)(Current Slot Volume Rate Register)(23)와, 이전 슬롯 음량비 레지스터(PSVRR)(Previous Slot Volume Rate Register)(24)와, 현 슬롯 목표음량 레지스터(CSTVR)(Current Slot Target Volume Register)(25), 이전 슬롯 목표음량 레지스터(PSTVR)(Previous Slot Target Volume Register)(26)등의 각종 레지스터들로 구성되며, 각 레지스터들의 특성은 다음과 같다.

상기 현 슬롯 음량 레지스터(CSVR)(21)는, 상기 슬롯 메모리부(12)의 현음량레벨 값을 인어 저장해 두는 레지스터로 한 슬롯과 다른 슬롯의 현재 음량 레벨 차이를 비교하기 위해 사용된다.

상기 이전 슬롯 음량 레지스터(PSVR)(22)는, 처음 프레임이 시작되어 슬롯ψ가 실행되면 현 슬롯 음량 레지스터(CSVR)(21)와 같은 값(슬롯ψ의 현재 음량)이 로드(load)되며, 그 후 슬롯1이 실행되면 슬롯1의 현음량레벨(현재 프레임에서의 해당 슬롯 음량레벨)은 상기 현 슬롯 음량 레지스터(CSVR)(21)에 로드되고, 이전 슬롯 음량 레지스터(PSVR)(22)는 슬롯ψ의 음량레벨을 유지하게 된다.

그리고 슬롯1 실행구간에서 현 슬롯 음량 레지스터(CSVR)(21)의 값과 이전 슬롯 음량 레지스터(PSVR)(22)값은 음량을 비교하기 위한 제1비교부(63)에 의해 슬롯ψ와 슬롯1의 음량레벨이 비교되게 된다.

상기 현 슬롯 음량비 레지스터(CSVRR)(23)는, 음량비를 각각 슬롯 실행시 읽어내어 저장하는 레지스터로, 상기 현 슬롯 음량 레지스터(CSVR)(21)와 같은 동작을 한다.

상기 이전 슬롯 음량비 레지스터(PSVRR)(24)는, 각 슬롯의 음량비에 대해 상기 이전 슬롯 음량 레지스터(PSVR)(22)와 같은 동작을 한다.

상기 현 슬롯 목표 음량 레지스터(CSTVR)(25)는, 각 슬롯 실행시 목표음량레벨을 읽어내어 저장하며, 이전 슬롯 목표음량 레지스터(PSTVR)(26)는 목표음량 레벨에 대해 상기 이전 슬롯 음량 레지스터(PSVR)(22)와 같은 동작을 한다.

이상에서와 같이, 상기 슬롯 음량당 레지스터부(20)는 현재음에 대한 음량, 음량비 및 목표음량과 이전음에 대한 음량, 음량비 및 목표음량 데이타를 저장한다.

한편 상기 슬롯음량 비교부(60)는, 상기 현슬롯 음량 레지스터(CSVR)(21)와 이전 슬롯 음량 레지스터(PSVR)(22)의 음량값을 매 슬롯 처리구간마다 비교하기 위한 제1비교부(63)와, 현 슬롯 음량비 레지스터(CSVRR)(23)와 이전 슬롯 음량비 레지스터(PSVRR)(24)의 값을 매 슬롯 처리구간마다 비교하기 위한 제2비교부(64)와, 현슬롯 목표음량 레지스터(CSTVR)(25)와 이전슬롯 목표음량 레지스터(PSTVR)(26)의 값을 매 슬롯 처리구간마다 비교하기 위한 제3비교부(65)과, 상기 제1 내지 제3 비교부의 비교출력에 따라 현재 실행중인 슬롯번호를 상기 슬롯 할당 제어부(50)의 슬롯 카운터 버퍼(52)에 저장시키도록 판단하기 위한 슬롯 결정 논리부(SDL:Slot Decision Logic)(66)와, 상기 제1비교부(63)에 입력된 두 값을 비교함에 있어서 두수의 값이 어느정도 차이까지 같다고 판단할 수 있는가를 지정해주는 음량 허용오차 레지스터 (VTR)(Volume Tolerance Register)(61)와, 상기 현 슬롯 음량비 레지스터(CSVRR)(23)와 이전 슬롯 음량 레지스터(PSVRR)(24)에 대해 상기 음량 허용오차 레지스터(VTR)(61)와 동일한 역할을 하는 음량비 허용 오차 레지스터(VRTR)(Volume Rate Tolerance Register)(62)로 구성된다.

또한 상기 제1비교부(63)는 제7도에 도시한 바와 같이, 현슬롯 음량 레지스터값(CSVR)(A)과 이전 슬롯 음량 레지스터 값(PSVR)(B)을 입력으로 하여 두 값차의 절대값 │Z│과, 상기 현슬롯 음량 레지스터 값이 큰경우(AB), 그리고 상기 이전슬롯 음량 레지스터 값이 큰경우(AB)의 3가지 출력을 가지는 감산기(72)와, 상기 음량 허용오차 레지스터(61)값(A')과 상기 감산기(72)의 출력중 절대값(B')을 입력으로 하여 상기 음량 허용오차 레지스터(61)값(A')이 상기 감산기의 출력중 절대값(B')이상인 경우(A'≥B')는 직접 출력하고, 그렇지 않으면(A'B')상기 감산기의 현슬롯 음량 레지스터 값이 큰경우(AB)와, 상기 이전슬롯 음량 레지스터값이 큰경우(AB)의 출력을 각각 상기 A'B'의 출력과 논리곱하여 출력하는 비교기(73)로 구성되어, 상기 음량 허용오차 레지스터(61)값(A')이 상기 감산기의 출력중 절대값(B')이상인 경우(A'≥B')는 상기 현 슬롯 음량레벨과 이전 슬롯 음량 레벨이 동일한 것으로 인식하며, 상기 제2비교부(64)의 경우에는 제8도에 도시한 바와 같이 현 슬롯 음량비 레지스터 값(A)과 이전 슬롯 음량비 레지스터 값(B)을 입력으로 하는 감산기(82)와, 상기 감산기(82)에 입력된 두 값의 차의 절대값과 음량비 허용오차 레지스터 값을 입력으로하는 비교기(83)를 통해 상기 제1비교부(63)와 동일한 방식으로 비교한다.

이상에서와 같이 상기 슬롯 음량 비교부(60)는, 상기 현 슬롯 음량 레지스터값과 현슬롯 음량비 레지스터 값을 이전슬롯의 값들과 비교하여 할당할 슬롯을 결정한다.

상기 슬롯 릴리즈부(40)는, 중앙처리장치가 슬롯 할당 레지스터(53)를 읽어간 다음 프레임에서 해당 슬롯의 음량비를 적절히 조절하기 위한 슬롯 할당 마스크 레지스터(SAMR)(Slot Assign Mask Register)(41)와, 상기 슬롯 할당 마스크 레지스터(SAMR)(41)의 값과 함께 해당 슬롯의 릴리즈 동작여부를 판단하는데 쓰이는 슬롯 할당 마스크 플립플롭(SAM F/F)(42)과, 해당 슬롯의 현재 음량값에 따라 릴리즈비 레지스터의 값을 선정할 수 있도록 하기 위한 음량릴리즈 데이타 발생부(VRDG)(Volume Release Data Generator)(43)및 해당 슬롯 음량 레벨에 따라 가장 자연스러운 음량을 제공하도록 음량 릴리즈비를 여러단계로 분류하여 저장하기 위한 릴리즈비 레지스터(RRRI∼RRR4)로 구성되며, 동작은 다음과 같다.

상기 슬롯 할당 마스크 레지스터(SAMR)(41)는, 중앙처리장치가 슬롯 할당 제어부(50)의 슬롯 할당 레지스터(53)값을 읽게 되면, 그 읽은 값이 저장되며, 그 다음 프레임에서 해당 슬롯의 음량비를 적절히 조절하기 위해 사용된다.

상기 릴리즈비 레지스터(44)는, 제2도의(라)에서 해당 슬롯의 음이 유지레벨을 지속하고 있을때(①), 해당 슬롯이 새로운 음의 발생을 위한 슬롯으로 지정되었다면 상기 ①번 위치에서 중앙처리장치가 슬롯 할당 레지스터(53)값을 읽어가 해당 슬롯에 새로운 파라미터를 쓰기위해 준비하는 시간(Δt)동안 ③번 위치로 지속동작을 계속하게 된다.

이때 상기 해당 슬롯에 새로운 파라미터를 쓰기위해 준비하는 시간 즉 중앙처리장치가 슬롯 할당 준비를 위해 사용하는 시간 경과 후 ②번 위치상태가 되면, 현재 진행중인 음은 ②번에서 ③번으로 급격히 음량이 감소하여 음이 갑자기 끊기는 부자연스러운 효과가 발생한다.

따라서 중앙처리장치가 상기 슬롯 할당 레지스터(53)값을 읽어가면 해당 슬롯의 음량비를 ①에서 ③으로 변할 수 있도록 릴리즈비 레지스터의 값을 지정해두어야 하며, 상기 중앙처리장치가 슬롯 할당 준비를 위해 사용하는 시간은 정해져 있는 시간이므로 음량비는 현재의 음량 레벨값에 따라 변한다.

예를들어 ④번에서 중앙처리장치가 상기 슬롯할당 레지스터의 값을 읽어갔을 경우 음량비를 ④에서 ⑤으로 변할 수 있도록 하면 자연스러운 음처럼 들리게 된다.

이와같이 중앙처리장치가 상기 슬롯할당 레지스터를 읽어갈때의 해당 슬롯 음량레벨에 따라 각각 RRR1, RRR2, RRR3, RRR4등의 값을 선택가능하게 함으로써 가장 자연스러운 음량 릴리즈비를 써줄 수 있게 된다.

상기 음량 릴리즈 데이타 발생부(VRDG)(43)는, 제2도(라)도의 ①번 또는 ④번 위치와 같이 해당 슬롯이 새로운 음을 발생시키기 위한 슬롯으로 지정될 당시 음량 레벨에 따라 릴리즈비 레지스터의 각각 다른 릴리즈 음량비를 선택하도록 하고, 또한 목표음량 레벨은 ψ으로 쓴다.

상기 슬롯 할당 마스크 플립플롭(SAM F/F)(42)은, 중앙처리장치가 상기 슬롯할당 레지스터(SAR)를 읽어가면 해당 슬롯의 슬롯할당 마스크 플립플롭의 값을 1로 셋팅하고 중앙처리장치가 해당슬롯에 새로운 파라미터를 다 쓰게 되면 0으로 클리어 시킨다.

이상에서와 같이 슬롯 릴리즈부(40)는, 상기 슬롯 할당 제어부(50)의 슬롯 번호를 중앙처리장치가 독출해가면 해당 슬롯의 현재 발음중인 음을 릴리즈시켜 연주시 음이 급격히 끊기는 것을 방지한다.

상기 상태 제어부(30)는, 상기 슬롯 메모리부(12)로부터 해당 슬롯의 동작을 제어하기 위한 슬롯 동작 마스크 비트(SOMB)레지스터(31)와, 해당 슬롯을 타악기 음과 무관하게 동작시키기 위한 타악기음 마스크 비트(PMB)레지스터(32)와, 해당 슬롯이 타악기음(Percussion sound)인지의 여부를 나타내기 위한 타악기음 비트(PSB)레지스터(33)와, 해당 프레임의 모든 슬롯이 타악기음일경우 특히 중요한 타악기임을 나타태기 위한 스킵(skip)비트(SB)레지스터(34)와, 상기 각 레지스터들(31-34)의 상태에 따라 새로운 상태값을 발생시켜주는 상태 발생부(35)를 포함하여 구성되며, 상세 동작은 다음과 같다.

상기 슬롯동작 마스크비트(SOMB)는 SOMBψ비트와 SOMB1 비트로 구분되며, SOMB1비트가 6이면 현재의 해당 슬롯이 동작중에 있음을 의미하고 SOMBψ 비트가ψ, SOMB1 비트가 1이면 현재 해당슬롯에 중앙처리장치가 파라미터를 쓰고 있음을 의미한다.

또한 SOMBψ 비트와 SOMB1 비트가 모두 1이면 해당슬롯은 현재 아무런 동작을 하지 않는 유휴슬롯임을 나타낸다.

상기 타악기음 마스크 비트(PMB)레지스터(32)는, 해당 슬롯의 타악기음 마스크 비트값이 1이라 하더라도 타악기 음으로 인식하지 않고 일반 멜로디 악기로 인식한다.

상기 타악기음 비트(PSB)레지스터(33)는, 해당 슬롯의 타악기음 비트값이 1이면 해당슬롯을 타악기 음으로 연주하는 것을 의미하며, 상기 타악기음은 일반 멜로디 악기와는 달리 음의 박자를 이루므로 모든 슬롯이 타악기 음인 특별한 경우를 제외하고는 연주중에 현재 음량이 멜로디 악기보다 작더라도 슬롯 할당 대상에서 제외되는데, 반면 음량 레벨이 ψ으로 되면 자동적으로 ψ으로 클리어되어 슬롯할당대상이 되게 한다.

상기 스킵(skip)비트(SB)레지스터(34)는, 해당 프레임의 모든 슬롯이 타악기 음이 연주되고 있을때에는 다음 프레임에서 일반 멜로디 악기처럼 슬롯 중에서 제일 음량 또는 기여도가 작은 슬롯을 선택하게 되는데, 이때 스킵비트가 1이면 슬롯 할당 대상에서 제외되며, 특히 중요한 타악기 음에 사용된다.

상태 발생부(35)는, S1∼S4 비트의 상태신호를 발생하는데, S1 비트 해당 슬롯이 시작슬롯 또는 타악기 슬롯일때 1로셋팅되고, S2비트 해당슬롯이 시작슬롯이 아니고 볼륨값이ψ이 아니면 1로 셋팅된다.

또한 상기 S3비트는 해당슬롯이 아니고 볼륨값이ψ이면 1로 셋팅되고, S4 비트는 해당 슬롯이 유휴슬롯이면 1로 셋팅된다.

그리고 상태 발생부(35)는 상기 SOMB(31), PMB(32), PSB(33), SB(34)및 상기 슬롯음량 레지스터부(20)의 출력에 따라 현재 진행중인 프레임중에 슬롯할당대상 슬롯이 없음을 알리는 비지 신호를 발생시킨다.

상기 슬롯 할당 제어부(50)는, 매 프렘 실행 구간중에 현재 진행중인 슬롯 번호를 발생시키기 위한 슬롯 카운터(51)와, 슬롯 카운터 값을 제어신호에 의해 선택적으로 저장하기 위한 슬롯 카운터 버퍼(52)와, 슬롯 카운터 버퍼(52)와 같은 데이타를 동시에 저장하고 있는 슬롯 할당 레지스터(53)와, 슬롯 할당 레지스터를 중앙처리장치가 읽을때 슬롯 카운터 버퍼의 값이 슬롯 할당 레지스터로 전달되지 못하게 하여 중앙처리장치가 안정적인 데이타를 읽을 수 있도록 제어하기 위한 슬롯 할당 레지스터 독출 제어부(54)로 구성되며, 동작은 다음과 같다.

상기 슬롯 카운터(51)는, 각 슬롯 수행시 하나씩 증가되는 카운터로, 현재 수행되는 슬롯을 나타내며, 1프레임이 끝나면 리셋되어 카운터값이 ψ이 된다.

상기 슬롯 카운터 버퍼(52)와 슬롯 할당 레지스터(53)는, 1프레임 수행시 가장 최적의 슬롯 번호를 저장하는 곳으로, 상기 중앙처리장치가 슬롯 할당 레지스터(53)를 읽고 있지 않을때는 상기 슬롯 카운터 버퍼(52)의 내용이 슬롯 할당 레지스터(53)로 전달되지만, 중앙처리장치가 상기 슬롯 할당 레지스터(53)를 읽고 있는 동안에는 상기 슬롯 카운터 버퍼(52)의 내용이 슬롯 할당 레지스터(53)로 전달되지 않는다.

그리고 상기 슬롯 카운터 버퍼(52)의 최상위 비트는, 제9도에 도시한 바와 같이 슬롯 비지 비트로 상기상태발생부(35)에서 비지 상태를 발생시키면 1로 셋팅되어 현재 프레임 중에는 할당할 슬롯이 없음을 알린다.

상기 슬롯 할당 레지스터 독출 제어부(54)는,중앙처리장치가 새로운 음을 발생시키기 위한 슬롯을 위해 상기 슬롯할당 레지스터(53)를 읽을 경우, 1프레임 구간중에 있게 되는데, 이때 상기 중앙처리장치가 1프레임 구간(slotψ∼slot 31)에서 읽게 된다 하더라도 프레임 처리구간에서 부정확한 슬롯 번호를 인지 못하게 하기 위해 상기 슬롯 할당 레지스터(53)의 값은 슬롯 31이 끝나고 프레임 종료신호가 발생되야 읽을 수 있게 된다.

이제 제10도를 참조하여 디지탈 음발생방범을 순차적으로 살펴보면, 먼저 모든 파라미터를 초기화하고, 슬롯 메모리로부터 현슬롯 파라미터를 독출한다.

이어서 상기 슬롯 할당 마스크 플립플롭값과 상태 발생부의 S4값을 순차적으로 검출하여, 상기 슬롯 할당 마스크 플립플롭값이 1이면 현 슬롯의 음을 릴리즈시키고 슬롯할당 레지스터 값을 유지하며, 상기 슬롯할당 마스크 플립플롭의 값이ψ이고, 상기 S4가 1이면 해당 프레임에서 더이상 슬롯을 찾지 않고 슬롯 할당 레지스터 값을 그대로 유지한다.

상기 슬롯 할당 마스크 플립플롭값과 상태 발생부의 S4값이 모두 1이 아니면 유휴(idle)슬롯인지를 검출하고, 유휴슬롯이면 상기 S4값을 1로 셋팅하고, 슬롯 할당 레지스터에 현슬롯 번호를 쓰고, 현슬롯 정보를 이전슬롯에 전달한다.

만약 상기 유휴슬롯상태의 검출에서 유휴슬롯이 아니면 S3값을 검출하여 S3값이 1이면 해당 프레임에서 더이상 할당슬롯을 찾지 않고 슬롯 할당 레지스터 값을 그대로 유지하며, S3값이 0이면 현슬롯에 파라미터를 쓰는중인지 검출한다.

파라미터를 쓰는 중이면 상기 상태제어부(30)에서 설명한 바와 같이 SOMBψ 비트와 SOMB1 비트가 각각ψ와 1 상태이므로 슬롯 할당 레지스터값을 그대로 유지하며, 파라미터를 쓰는 중이 아니면 슬롯이 음발생 시작단계인지를 검출한다.

음발생 시작이면, S1값을 1로 셋팅하고, 슬롯 할당 레지스터 값을 그대로 유지하며, 음발생시작이 아니면 음량이 0으로 음발생이 끝났는지를 검출한다.

음량이 0이면 타악기음 비트를 ψ으로 클리어하고 S3를 1로 셋팅하며, 슬롯 할당 레지스터에 현 슬롯 번호를 쓰고, 현 슬롯 정보를 이전슬롯에 전달한다.

반면, 음량이 0이 아니면 타악기 음인지 검출한다.

타악기음이면 S1값을 1로 셋팅하고, 슬롯 할당 레지스터 값을 그대로 유지하며, 타악기 음이 아니면 S2값을 검출한다.

이때 상기 S2가 1이면 현 슬롯과 이전 슬롯의 음량을 비교하여 이전슬롯의 음량이 작으면 슬롯할당 레지스터 값을 그대로 유지하고, 현 슬롯 음량이 작으면 슬롯 할당 레지스터에 현 슬롯 번호를 쓰고, 현 슬롯 정보를 이전슬롯에 전달한다.

상기 S2가 1이 아니면 상기 S2를 1로 셋팅하고, 슬롯 할당 레지스터에 현 슬롯 번호를 쓰고, 현 슬롯 정보를 이전슬롯에 전달한다.

그리고 상기 모든 과정은 슬롯값을 하나씩 증가시키면서 순차적으로 반복수행되며, 한 프레임이 끝나면 비지상태를 셋팅한 후 독출플래그가 1이고, 비지비트가 1이면 더 이상의 슬롯할당을 할 수 없음을 나타내고, 슬롯 카운터와 모든 상태 비트(S1∼S4)를 클리어시키고, 비지비트는 ψ으로 클리어하여 새로운 프레임을 시작하게 한다.

만약 비지비트가 1이 아니면 슬롯 할당 마스크 비트를 1로 셋팅하고, 상기 슬롯카운터값을 상기 슬롯 할당 마크스 레지스터로 전달한다.

즉, 본 발명에서는 모든 파라미터를 초기화하고, 최초의 32개 슬롯이 할당된후에는 새로운 음연주를 위해 먼저 32개 슬롯중 처리가 끝나 음량이 ψ인 슬롯을 할당하고, 음량이 ψ인 슬롯이 없으면 타악기음이 아닌 슬롯들을 비교하여 가장 음량 레벨이 낮은 슬롯을 할당하며, 32개 모든 음이 시작상태이거나 타악기 음일 경우에는 상기 상태발생부(35)의 판단에 의해 새로운 음의 할당을 보류한다.

이때 할당을 위해 선택된 가장 음량 레벨이 낮은 슬롯의 음량이 ψ이 아니면, 중앙처리장치가 상기 슬롯 할당 레지스터를 읽어가는 경우 슬롯 할당 마스크 플립플롭을 1로 하여, 다음 프레임의 해당슬롯이 되었을때 음이 릴리즈되도록 하고, 상기 중앙처리장치가 상기 슬롯 할당 마스크 플립플롭을 ψ으로 클리어 시킬때까지 슬롯할당에서 제외한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 슬롯할당부에서 동시에 연주해야하는 음의 수가 해당 장치의 최대동시발음수, 즉 슬롯수보다 많은 경우 유휴슬롯, 연주가 끝나는 슬롯, 타악기 음을 제외한 음량 레벨이 가장 낮은 슬롯순으로 슬롯을 할당, 저장하고 이를 중앙처리장치에 제공함으로써, 현재 연주되고 있는 슬롯중에서 가장 적절한 슬롯을 할당할 수 있고, 할당된 슬롯의 음량레벨이 0이 아니면 그 음을 릴리즈 시켜 연주가 부자연스러워지는 것을 방지하며, 또한 중앙처리장치가 종래와 같이 일일이 슬롯상태를 검출할 필요가 없으므로 제어부담을 최소화하여 전체 시스템의 효을을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

음발생을 제어하는 중앙처리장치와의 정보교환을 위한 중앙처리장치 인터페이스와, 발생시키려는 음의 각종제어 파라미터를 저장하기 위한 슬롯 메모리 부와, 상기 슬롯 메모리 부에 저장된 파라미터 중에서 현재음에 대한 음량, 음량비 및 목표음량과 이전음에 대한 음량, 음량비 및 목표음량 데이타를 저장하기 위한 슬롯 음량 레지스터부와, 상기 슬롯 음량 레지스터부의 출력을 비교하기 위한 슬롯 음량 비교부와, 상기 슬롯 음량 비교부의 비교결과에 따라 새로운 음을 발생시키기 위한 슬롯의 번호를 결정하는 슬롯 할당 제어부와, 상기 슬롯 할당 제어부의 슬롯번호를 중앙처리장치에서 독출하면 해당 슬롯의 현재 발음중인 음을 릴리즈시켜 연주시 음이 급격히 끊기는 것을 방지하기 위한 슬롯 릴리즈부와, 상기 슬롯 음량 레지스터 부와 상기 슬롯 음량 비교부, 슬롯 할당 제어부의 출력에 따라 상태를 결정하기 위한 상태 제어부와, 상기 모든 동작을 제어하는 신호를 발생시키기 위한 타이밍 발생부와, 상기 슬롯 메모리부의 각종 파라미터를 이용하여 원래의 음을 재현하기 위해 연산을 수행하는 데이타 처리부와, 상기 슬롯 메모리 부와 데이타처리부의 정보를 받아 원음의 음량을 제어하기 위한 음량제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈 음발생장치.
제1항에 있어서, 상기 슬롯 음량 레지스터부는, 상기 현재음에 대한 음량 데이타를 저장하기 위한 현슬롯음량 레지스터와, 현재음에 대한 음량비 데이타를 저장하기 위한 현슬롯 음량비 레지스터와, 현재 음의 목표음량을 저장하기 위한 현슬롯 목표음량 레지스터와, 이전음에 대한 음량 데이타를 저장하기 위한 이전슬롯음량 레지스터와, 이전음에 대한 음량비 데이타를 저장하기 위한 이전슬롯 음량비 레지스터와, 이전음의 목표음량을 저장하기 위한 이전슬롯 목표음량 레지스터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈 음발생장치.
제1항에 있어서, 상기 슬롯 음량 비교부는, 상기 슬롯 음량 레지스터부의 현슬롯 음량 레지스터 값과 이전슬롯 음량 레지스터값을 매 슬롯 처리구간마다 비교하기 위한 제1비교부와, 현슬롯 음량비 레지스터값과 이전슬롯 음량비 레지스터 값을 매 슬롯 처리구간마다 비교하기 위한 제2비교부와, 현슬롯 목표음량 레지스터 값과 이전슬롯 목표음량 레지스터값을 매 슬롯 처리구간마다 비교하기 위한 제3비교부와, 상기 제1,제2,제3비교부의 출력에 따라 현재 실행중인 슬롯번호를 상기 슬롯할당제어부에 저장하도록 결정하는 슬롯 결정 논리회로부와, 상기 제1비교부에 입력된 두 값의 차에 따라 동일 값인지 아닌지를 판단할 수 있도록 허용오차값을 제공하는 음량 허용오차 레지스터와, 상기 제2비교부에 입력된 두 값의 차에 따라 동일 값인지 아닌지를 판단할 수 있도록 허용오차값을 제공하는 음량비 허용오차 레지스터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈 음발생장치.
제1항에 있어서, 상기 슬롯 할당 제어부는, 매 프레임 실행구간중에 현재 진행중인 슬롯 번호를 발생시키는 슬롯 카운터와, 상기 슬롯 카운터 값을 어드레스 신호에 따라 선택적으로 저장하는 슬롯 카운터 버퍼와, 상기 슬롯 카운터 버퍼와 동일한 데이타를 동시에 저장하고 있는 슬롯 할당 레지스터와, 상기 슬롯 할당 레지스터 값을 중앙처리장치에서 독출할때 상기 슬롯 카운터 버퍼 값이 상기 슬롯할당 레지스터로 전달되지 못하도록 제어하기 위한 슬롯 할당 레지스터 독출 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈 음발생장치.
제1항에 있어서, 상기 슬롯 릴리즈부는, 음량 릴리즈비를 다단계로 분류하여 저장하는 다수의 음량 릴리즈비 레지스터들과, 해당 슬롯의 현음량 값에 따라 릴리즈값을 선정할 수 있도록 하는 음량 릴리즈 데이타 발생부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈 음발생장치.
제1항에 있어서, 상기 상태 제어부는, 상기 슬롯 메모리부로부터 해당 슬롯의 동작을 제어하는 슬롯 동작 마스크 비트를 저장하는 슬롯 동작 마스크 비트를 저장하는 슬롯 동작 마스크 비트 레지스터와, 상기 해당 슬롯이 타악기음인지의 여부를 나타내는 타악기음 비트 레지스터와, 상기 해당 프레임의 모든 슬롯이 타악기음이면 특히 중요한 타악기음임을 나타내는 스킵 비트 레지스터와, 상기 상태제어부의 각 레지스터 상태에 따라 변하는 상태 발생부와, 상기 상태 발생부의 출력에 따라 현재 실행중인 프레임의 모든 슬롯이 모두 시작상태에 해당되거나 또는 모두 타악기음인지를 감지하여 비지 신호를 발생하는 비지신호 발생부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈 음발생장치.
각 슬롯에 대한 모든 파라미터를 초기화시키는 과정과, 음별로 해당슬롯을 할당하는 과정과, 모든 슬롯이 할당된 후에 음량이 0인 슬롯을 검출하여 새로운 음 연주시 할당할 수 있도록 슬롯번호를 기록하는 과정과, 음량이 0인 슬롯이 없으면 타악기가 아닌 슬롯들을 비교하여 새로운 음 연주시 할당할 수 있도록 가장 음량레벨이 낮은 슬롯을 검출하고 슬롯번호를 기록하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지탈 음발생장치의 음발생방법.
제7항에 있어서, 상기 타악기가 아닌 슬롯들을 비교하여 가장 음량 레벨이 낮은 슬롯을 검출하는 과정은, 현 슬롯 음량값과 이전 슬롯 음량 값 차를 산출하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 산출된 차의 절대값과 미리 설정된 음량 허용오차값을 비교하여 상기 음량 허용오차값이 상기 절대값 이상이면 상기 현 슬롯과 이전 슬롯의 음량레벨이 동일한 것으로 인식하고, 상기 음량 허용오차값이 상기 절대값보다 작으면 두 음량레벨이 다른 것으로 인식하는 제2과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지탈 음발생장치의 음발생방법.