JP3716845B2 - ネットワークに接続される信号処理装置 - Google Patents
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Description
図1はこの発明に係る音楽システムの基本的な構成例を概念的に示すブロック図である。この音楽システムでは、所定の通信規格、例えばIEEE1394規格(USB規格やその他でもよい)に従うネットワークを介して接続された複数のノードで構成される。図では、ノードの基本的な例として、制御装置(例えばパーソナルコンピュータ)1と、音楽機器2が例示されており、更にその他のノード(機器)が適宜接続される。各ノード間はバス3を介して接続されており、各ノード間では、所定の通信規格に従い複数チャンネルで音楽データをパケット転送可能であり、ネットワーク上の各ノード間では、波形データ(オーディオ波形サンプルデータ)やMIDI等の演奏イベントデータからなる演奏データなどの音楽データを送受しうる。ネットワークの接続方式は、図示のような、各ノードを順次連鎖的に接続するチェーン接続方式に限らず、ハブ装置を介して各ノードを接続する方式であってもよく、また、有線に限らず無線方式に接続する方式であってもよい。
音楽機器2は、全体的な動作制御を行う制御部23を有し、この制御部23に対して、音楽LAN増設カード20、信号処理エンジン30、演奏操作用の鍵盤24、各種設定用の操作子装置25、表示器26等が接続される。信号処理エンジン30は、固定のサンプリング周波数で波形データの信号処理を行うものであり、シンセサイザにおいては波形データ生成処理(音源処理)を行う。また、信号処理エンジン30が行う信号処理は、当該音楽機器2の目的・機能に応じて各種の処理、例えばミキサ処理、フィルタ処理、エフェクト処理、オーディオ波形再生処理等を担うよう構成してよい。一例として、DSP(ディジタル信号プロセッサ)で信号処理エンジン30を構成し、DSPのマイクロプログラムによってその波形処理機能を適宜設定するようにしてよい。
サンプリング周波数変換器22は、後述するように、音楽LANインターフェース21と信号処理エンジン30との間で授受される波形データのサンプリング周波数を適切に変換するために設けられている。なお、本実施形態の音楽LANインターフェース部21のmLAN規格に準拠した部分やサンプリング周波数変換器22に関しては、その一部ないし全部をソフトウェアで実装することも可能である。
前記特許文献2に示されたように、ネットワーク上に接続された各ノードのサンプルタイミングを同期化するために、複数のノードの何れか1つのノードがワードクロックマスタとなり、当該ノード独自のサンプリング周期で発生するワードクロックと当該ノードのサイクルタイマのカウント値とに基づいてワードクロックパケットを生成して他のノードに送信する。そのワードクロックパケットを受信する他のノード(ワードクロックスレーブ)は、受信したワードクロックと当該ノードのサイクルタイマのカウント値とに基づいて、ワードクロックマスタで発生しているワードクロックに同期したワードクロックを生成する。
ユーザはこの「Audioページリストメニュー画面」を見ながら、カーソルでオーディオ出力の欄に表示された全ノードの全波形出力プラグのうち何れか1つを選択して、当該ノードをワードクロックマスタとして指定する操作を行うことにより、ネットワーク上の当該ノード以外のノードをワードクロックスレーブに設定するとともに、当該ノードをワードクロックマスタに設定することができる。図2の画面表示例では、「オーディオ出力」欄において、データ送信機器として設定されている機器「機種名:YYYYY」の左側に、ワードクロック設定状態(図2で「WCLK」で示す欄)が示されている。図示の通り、文字列「M1」が表示されており、これは当該機器がグループ1のワードクロックマスタあることを表示している。一方、「接続先」欄において、前記データ送信機器「機種名:YYYYY」に論理接続され、送信されたデータを受け取るデータ受信機器として設定されている機器「機種名:ZZZ」の左側に示すワードクロック設定状態(「WCLK」欄)には、文字列「S1」が表示されており、これは当該機器がグループ1のワードクロックスレーブであることを表す。ワードクロックマスタの設定例としては、例えば、オーディオ出力の欄に表示されたネットワーク上に存在する全ての機器の全ての波形出力プラグのうちからユーザが所望の機器の何れかの波形出力プラグを選択して、これをある1つのグループのワードクロックマスタとして設定する操作(マウス右クリックで現われるメニューから「グループ1マスタ」のアイテムをマウス左クリックで選択するなど)を行うと、パーソナルコンピュータ1からそのグループに属するノードにマスタ/スレーブ指定情報が送信され、当該グループの選択された当該機器を除くノードが当該グループのワードクロックスレーブに設定されるとともに、当該機器が当該グループのワードクロックマスタに設定される。また、ワードクロックマスタの別の設定例として、ワードクロックスレーブに設定された或る機器に対して、ワードクロックマスタと設定しうる機器がリスト表示され、該リストからユーザが所望の機器を指定できるようにしてもよい。このようなワードクロックマスタ/スレーブの設定は、ディスプレイ表示を参照しながら直感的に設定・変更が行え、操作性に優れている。
ここで、ワードクロックマスタとして設定できる機器は、当該ネットワーク上に存在する機器であれば、データ送信機器として設定されている機器、データ受信機器として設定されている機器あるいは、データ送受関係にない第3者的機器の何れであっても差し支えない。また、ワードクロックの同期をグループ単位で行う場合を説明したが、ネットワーク上の何れか1つをワードクロックマスタに設定してネットワーク上の全ノードでワードクロックの同期を行うようにしてもよい。
各機器は、当該機器の複数のMIDIデータと波形データの出力プラグのうちの他の何れかの機器の入力プラグと結線の行われている出力プラグから出力すべきMIDIデータないし波形データを、当該機器に割り当てられたアイソクロナスチャンネルでネットワーク上に出力する。一方、何れかの機器の出力プラグと結線されているMIDIデータないし波形データの入力プラグを有する機器は、その結線先の機器に割り当てられているアイソクロナスチャンネルを検出するとともに、そのアイソクロナスチャンネルで転送されているデータを取り込み、その取り込んだデータのうちから当該入力プラグの結線先の出力プラグからのMIDIデータないし波形データを取り出して当該入力プラグからの入力データとする。ここで、mLAN規格によれば、ネットワーク上の複数のノードでワードクロックを同期させることができるので、あるノードからアイソクロナス転送で転送された波形データを、それを受信するノードでジッタ等の乱れなく正確に取り出すことができる。言い換えれば、アイソクロナス転送で送信する波形データのサンプリング周波数と、それを受信して取り出される波形データのサンプリング周波数とは正確な同期化が行われている。従って、ある機器の出力プラグと別の機器の入力プラグを結線する場合、その2つの機器ではワードクロックが相互に同期化されていなければならない。
図3(a)は、この音楽機器2自身がワードクロックマスタとなっている場合の動作例を示す。信号処理エンジン30は、所定の動作クロック(例えば、システムクロックSCLK)に従って波形処理動作するもので、その整数分の一の周波数が、この信号処理エンジン30が波形データを取り扱うサンプリング周波数fs(例えば44.1kHz、その他)である。ワードクロックマスタたる音楽機器2では、自機の信号処理エンジン30から、波形処理された波形データとともに、その波形データに同期したサンプリングクロックをワードクロックWCLKとして音楽インターフェース21に対して供給する。音楽LANインターフェース21は、ネットワーク上のサイクルマスタノードの指定するアイソクロナスサイクル毎に、信号処理エンジンから供給された波形データの複数サンプリング周期分のサンプルを、そのサンプルの所定数毎にサイクルタイマのカウント値に基づくタイムスタンプを付与してパケット化し、当該ノードに割り当てられたアイソクロナスチャンネルでネットワーク上に送出する。
図3(a)において、当該音楽機器20がデータ受信機器として機能する場合も同様であり、信号処理エンジン30のサンプリングクロックがアイソクロナス転送される波形データのクロックとされているので、LANインターフェース21がネットワークを介して他の機器から受信した波形データは、信号処理エンジン30のサンプリングクロックに同期しており、サンプリング周波数変換器22を経由することなくそのまま信号処理エンジン30に供給される。
なお、データ送信機器である場合とデータ受信機器である場合を個別に説明したが、音楽機器2はアイソクロナス転送による波形データの送信と受信とを同時に平行して行うことができる。
音楽機器2がワードクロックスレーブとして機能する場合は、サンプリング周波数変換器22により、信号処理エンジン30と音楽LANインターフェース21との間で授受される波形データのサンプリング周波数を変換する。サンプリング周波数変換器には、信号処理エンジン30からのサンプリングクロック(信号処理エンジン30で信号処理される波形データのサンプリングクロック)と、前記音楽LANインターフェースからのサンプリングクロック(アイソクロナス転送で送受信される波形データのサンプリングクロック)とが供給されている。
このように、信号処理エンジン30と音楽LANインターフェース21の間で、波形データのサンプリング周波数を任意に変換することができるので、ネットワークで共通のサンプリング周波数Sとして使用可能な周波数は、当該信号処理エンジンのサンプリング周波数によって限定されず、多様性をもたせることができる。
なお、ワードクロックWCLKに基づく共通サンプリング周波数が、信号処理エンジン30が同期対応可能な周波数帯域外であった場合は、前記図3(a)及び(b)を参照して説明したものと同様な動作をする。
Claims (4)
- ネットワークに接続された複数機器の1つである信号処理装置であって、ここで、各機器はパケット化された波形信号をネットワークを介して他の機器へ送信ないし他の機器から受信することができる送受信部を備えており、前記複数機器のうちの何れか1つの機器は、マスタ機器として他の機器へ同期パケットを送信し、他の機器はスレーブ機器として受信した該同期パケットに応じて前記送受信部における波形信号のサンプリング周波数をマスタ機器のサンプリング周波数に同期化させるようになっており、
前記信号処理装置は、
所定のサンプリング周波数で波形信号を処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段と当該装置の送受信部との間で授受される前記波形信号のサンプリング周波数を変換するためのサンプリング周波数変換手段と、
当該装置がマスタ機器である場合は、前記信号処理装置から出力された波形信号が前記サンプリング周波数変換手段を経由することなく前記送受信部から送信されるよう制御するとともに、当該装置がスレーブ装置である場合は、前記信号処理装置から出力された波形信号のサンプリング周波数を、前記所定のサンプリング周波数から前記マスタ機器のサンプリング周波数に変換して、サンプリング周波数の変換された前記波形信号が前記送受信部から送信されるよう制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする信号処理装置。 - ネットワークに接続された複数機器の1つである信号処理装置であって、ここで、各機器はパケット化された波形信号をネットワークを介して他の機器へ送信ないし他の機器から受信することができる送受信部を備えており、前記複数機器のうちの何れか1つの機器は、マスタ機器として他の機器へ同期パケットを送信し、他の機器はスレーブ機器として受信した該同期パケットに応じて前記送受信部における波形信号のサンプリング周波数をマスタ機器のサンプリング周波数に同期化させるようになっており、
前記信号処理装置は、
所定のサンプリング周波数で波形信号を処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段と当該装置の送受信部との間で授受される前記波形信号のサンプリング周波数を変換するためのサンプリング周波数変換手段と、
当該装置がマスタ機器である場合は、前記送受信部が前記ネットワークを介して受信した波形信号が前記サンプリング周波数変換手段を経由することなく前記信号処理手段に供給されるように制御するとともに、
当該装置がスレーブ装置である場合は、前記送受信部が前記ネットワークを介して受信した波形信号のサンプリング周波数を、前記マスタ機器のサンプリング周波数に同期化されたサンプリング周波数から前記所定のサンプリング周波数に変換して、サンプリング周波数の変換された前記波形信号が前記信号処理手段に供給されるように制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする信号処理装置。 - 前記送受信部は前記ネットワークに接続される機器が備えるべき機能のうちの下位層のみを備えた送受信部であり、また、前記送受信部は前記サンプリング周波数変換手段と前記制御手段とともに、前記信号処理装置に着脱可能な増設カードに搭載されており、該増設カードの装着された信号処理装置をマスタ機器とするかスレーブ機器とするかの制御を含む該増設カードの通信態様に関する制御は、前記ネットワークに接続された機器のうちの前記下位層に対応する上位層を備えた機器により行われることを特徴とする請求項1又は2に記載の信号処理装置。
- 前記制御手段は、さらに、当該装置がスレーブ装置となっている場合であっても、前記信号処理手段がサンプリング周波数可変タイプであり、かつ、その信号処理手段のサンプリング周波数が前記同期化されたサンプリング周波数に同期可能であることを条件に、前記同期化されたサンプリング周波数を前記信号処理手段に供給するとともに、前記サンプリング周波数変換手段を無効化することを特徴とする請求項1乃至3に記載の信号処理装置。
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