JP3835573B2

JP3835573B2 - Electronic musical instruments

Info

Publication number: JP3835573B2
Application number: JP06011397A
Authority: JP
Inventors: 太一小杉
Original assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: JPH10240247A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路を用いて構成された電子楽器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、集積回路を用いて構成される電子楽器の構成例を示しており、バス１００を介して、鍵盤回路１０１、パネル回路１０２、ＲＡＭ１０３の他、ＣＰＵで構成される演算処理装置３０とＲＯＭ−Ｃ１０６、楽音発生回路１０が回路的に接続されている。該楽音発生回路１０は、更にＲＯＭ−Ｗ１０７に同じく回路的に繋げられており、ＰＣＭなどの楽音波形データ（ＷＤ）の読み出しを行って、楽音を発生せしめ、Ｄ／Ａ変換回路１０４を経てアナログに変換し、サウンドシステム１０５から外部に発音せしめる。尚、上記ＲＯＭ−Ｃ１０６には、演算処理装置の動作プログラム、エンベロープ制御情報や波形選択情報などの音色パラメータ、自動伴奏パターンデータなどが記憶されている。
【０００３】
図５は、電子楽器の他の構成例を示しており、同構成では、演算処理装置３０と楽音発生回路１０を同一素子上に集積し、演算処理装置用の動作プログラムなどと楽音波形データは共にＲＯＭ−Ａ１０８に記憶せしめておき、それにアクセスすることで、これらの読み出しが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記図４の回路構成では、部品点数が多いため、製作工数が増え、またその分製作コストもアップすることになる。他方図５の構成では、少数の部品で構成されているので、製作工数及び製作コストの上昇にはつながらないが、ＲＯＭ−Ａ１０８に対する演算処理装置３０と楽音発生回路１０によるアクセスが時分割で行われるため、該演算処理装置３０への命令供給速度が遅く、即ち演算処理装置３０の処理速度が遅くなり、電子楽器の機能向上がそれによって阻害されるなど、高性能の電子楽器を実現させるのが困難になる。
【０００５】
本発明は従来技術の以上のよう問題に鑑み創案されたもので、部品点数を抑えつつ、演算処理装置の処理速度を向上させ、製作工数を低く抑えつつも、低コスト且つ高性能な電子楽器を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため本発明に係る電子楽器の構成は、楽音制御乃至発音制御を行う演算処理装置と、該演算処理装置の動作プログラムを記憶する小容量のプログラムメモリと、波形データを予め記憶する、該プログラムメモリに比して大容量のデータメモリと、該データメモリに記憶された波形データに基づき楽音を発生し、且つ前記演算処理装置により制御される楽音発生回路とを有すると共に、前記演算処理装置とプログラムメモリとを専用バスで接続し同一素子上に集積すると共に、前記データメモリに波形データの他、前記演算処理装置をして前記楽音発生回路より発生される楽音を制御する音色パラメータ乃至自動伴奏パターンデータを一緒に記憶せしめて、前記楽音発生回路及び演算処理装置と回路的に接続せしめたことを基本的特徴としている。
【０００７】
前記演算処理装置による制御については、データメモリに記憶された音色パラメータに基づく楽音制御であったり、データメモリに記憶された自動伴奏パターンデータに基づく自動伴奏音の発音制御であったり、更にまたその両方であっても良いことは言うまでもない。
【０００８】
【作用】
一般的に、「波形データのデータ量＞音色パラメータや自動伴奏パターンデータのデータ量＞＞演算処理装置の動作プログラムのデータ量」の関係にあり、演算処理装置の動作プログラムのみを記憶するメモリとしては比較的小容量のもので十分である。従って上記構成のように、演算処理装置とプログラムメモリとを同一素子上に集積させることに、ワンチップマイコンなどの製造技術から見て、技術的な問題はない。そればかりか同一素子上に集積させ、汎用バスを介した読み込みではなく、専用バスによる動作プログラムの読み込みを行う構成としているため、演算処理装置の処理速度を格段に速くすることができるようになる。また上記の構成とは別に、前記データメモリに、波形データ、音色パラメータ乃至自動伴奏パターンデータを一緒に記憶せしめているため、部品点数を比較的少数に抑えることができることになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る電子楽器の具体的実施形態の構成につき説明する。図１は本発明に係る電子楽器の全体の構成を示すブロック図であり、更に図２はその構成のうちの楽音発生回路の回路構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１に示された本回路は、バス１００を介して、鍵盤回路１０１、パネル回路１０２、ＲＡＭ１０３の他、演算処理装置３を含む素子１と、楽音発生回路１０を含む素子２とが回路的に接続されている。該素子２は、更にＲＯＭ−Ｄ５と回路的に繋げられており、楽音波形データなどの読み出しを行って、楽音を発生せしめ、Ｄ／Ａ変換回路１０４を経てアナログに変換し、サウンドシステム１０５から外部に発音せしめる。
【００１１】
上記素子１は、ＣＰＵで構成される演算処理装置３とその動作プログラムを記憶したＲＯＭ−Ｐ４とを一体にしたワンチップ構成のＬＳＩ回路素子であり、所謂ワンチップマイコンで構成されている。他方、ＲＯＭ−Ｄ５は、ＰＣＭなどの楽音波形データの他、演算処理装置３で使用される音色パラメータ・自動伴奏パターンデータなども一緒に記憶せしめている。
【００１２】
図１中素子２に備えられ、また図２にその詳しい構成が示された楽音発生回路１０は、ＣＰＵバスインターフェース回路１１及びメモリアドレス制御回路１２と共に、１個のカスタムＬＳＩで構成されており、上記ＲＯＭ−Ｄ５に記憶された波形データに基づき、６４チャンネル分のデジタル楽音信号を発生する。そして該楽音発生回路１０の具体的回路構成は、波形アドレス発生回路１１０と、サンプル補間回路１１１と、振幅エンベロープ発生回路１１２と、乗算器１１３と、累算回路１１４とを有している。そのうち波形アドレス発生回路１１０は、ＲＯＭ−Ｄ５に記憶されている波形データを読み出すために、６４チャンネル分の波形アドレスを時分割で発生する。該波形アドレスのうち、その整数部（ＷＡ）をメモリアドレス制御回路１２を介してＲＯＭ−Ｄ５に供給し、またその小数部をサンプル補間回路１１１に出力する。サンプル補間回路１１１は、ＲＯＭ−Ｄ５から読み出された波形データ（ＷＤ）に基づいて、波形アドレスの小数部に対応した波形サンプル値を補間演算により算出し、出力する。振幅エンベロープ発生回路１１２は、ＲＯＭ−Ｄ５から演算処理装置３に読み出されて与えられるエンベロープ制御情報に基づき、６４チャンネル分の振幅エンベロープ信号を時分割で発生する。乗算器１１３は、サンプル補間回路１１１の出力する波形サンプル値と振幅エンベロープ信号とを乗算する。乗算回路１１４は、時分割出力される６４チャンネル分の楽音信号を累算し、全チャンネルの出力を合成する。
【００１３】
上記ＲＯＭ−Ｄ５に記憶された音色パラメータや自動伴奏パターンデータは、演算処理装置３へのアクセスが許可された場合に、データ読みだし要求に従って、メモリアドレス制御回路１２を介してＲＯＭ−Ｄ５から演算処理装置３側へ読み出されることになる（ＣＡ・・・・ＣＰＵに関わるアドレス）。図３は、上記ＲＯＭ−Ｄ５のアクセスタイミングを示すタイミング図である。図中ＷＡ[Ｎ]は、楽音発生回路１０の出力するアドレスを示しており（そのうちＮはチャンネル番号）、ＲＯＭ−Ｄ５に入力されるアドレス信号を示している。本構成では、演算処理装置３の動作プログラム読み出しは、素子１の内部専用バスを使って随時行われており、演算処理速度の飛躍的向上が期待できることになる。また図３のＣＡで示された演算処理装置３からのアクセスが許可される期間中は、演算処理装置３によるＲＯＭ−Ｄ５への上記音色パラメータや自動伴奏パターンデータの読み出しを要求するときだけに使用される（不要であればＣＡは出力されない）ことになる。これに対し、図５に示した従来の回路構成のものでは、ＣＡの間に動作プログラムの読み込みを行ってから、音色パラメータや自動伴奏パターンデータの読み出しを行っており、該ＣＡはほぼ毎回使用されることになる。そのため演算処理速度は本構成と比べてどうしても遅くなる。
【００１４】
【発明の効果】
以上詳述した本発明の電子楽器の構成によれば、演算処理装置とプログラムメモリとを同一素子上に集積させているため、演算処理装置の処理速度を格段に速くすることができるようになると共に、データメモリにも、波形データ、音色パラメータ乃至自動伴奏パターンデータを一緒に記憶せしめているため、部品点数を比較的少数に抑えることができるようになる。そのため部品点数を抑えつつ、演算処理装置の処理速度を向上させることができるようになり、製作工数を低く抑えつつも、低コスト且つ高性能な電子楽器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子楽器の全体の構成を示すブロック図である。
【図２】上記構成のうちの楽音発生回路の回路構成を示すブロック図である。
【図３】ＲＯＭ−Ｄのアクセスタイミングを示すタイミング図である。
【図４】集積回路を用いて構成される従来の電子楽器の構成例を示すブロック図である。
【図５】同じく集積回路を用いて構成される従来の電子楽器の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、２素子
３、３０演算処理装置
４ＲＯＭ−Ｐ
５ＲＯＭ−Ｄ
１０楽音発生回路
１１ＣＰＵバスインターフェース回路
１２メモリアドレス制御回路
１００バス
１０１鍵盤回路
１０２パネル回路
１０３ＲＡＭ
１０４Ｄ／Ａ変換回路
１０５サウンドシステム
１０６ＲＯＭ−Ｃ
１０７ＲＯＭ−Ｗ
１０８ＲＯＭ−Ａ
１１０波形アドレス発生回路
１１１サンプル補間回路
１１２振幅エンベロープ発生回路
１１３乗算器
１１４累算回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of an electronic musical instrument configured using an integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 shows an example of the configuration of an electronic musical instrument configured using an integrated circuit. A keyboard circuit 101, a panel circuit 102, a RAM 103, and an arithmetic processing unit 30 configured by a CPU are connected via a bus 100. The ROM-C 106 and the tone generation circuit 10 are connected in a circuit. The musical sound generation circuit 10 is further connected to the ROM-W 107 in a circuit form, and reads musical sound waveform data (WD) such as PCM to generate a musical sound, and passes through a D / A conversion circuit 104 to generate an analog sound. And the sound system 105 generates a sound to the outside. The ROM-C 106 stores an operation program of the arithmetic processing unit, tone color parameters such as envelope control information and waveform selection information, automatic accompaniment pattern data, and the like.
[0003]
FIG. 5 shows another configuration example of the electronic musical instrument. In this configuration, the arithmetic processing unit 30 and the musical sound generating circuit 10 are integrated on the same element, and the operation program for the arithmetic processing unit and the musical sound waveform data are Both of them are stored in the ROM-A 108 and accessed to read them.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the circuit configuration shown in FIG. 4, since the number of parts is large, the number of manufacturing steps increases, and the manufacturing cost increases accordingly. On the other hand, the configuration shown in FIG. 5 is composed of a small number of parts, and thus does not lead to an increase in manufacturing man-hours and manufacturing costs. Therefore, it is possible to realize a high-performance electronic musical instrument in which the instruction supply speed to the arithmetic processing unit 30 is slow, that is, the processing speed of the arithmetic processing unit 30 is slow, and the function improvement of the electronic musical instrument is hindered thereby It becomes difficult.
[0005]
The present invention has been devised in view of the above-described problems of the prior art, and reduces the number of components, improves the processing speed of the arithmetic processing unit, and reduces the number of manufacturing steps, while reducing the cost and performance of the electronic musical instrument. Is intended to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the configuration of the electronic musical instrument according to the present invention includes an arithmetic processing device that performs musical tone control or sound generation control, a small-capacity program memory that stores an operation program of the arithmetic processing device , and a program memory that stores waveform data in advance. A data memory having a large capacity compared to the above, a musical sound generating circuit that generates musical sounds based on the waveform data stored in the data memory, and is controlled by the arithmetic processing unit, and the arithmetic processing unit and program A timbre parameter or an automatic accompaniment pattern for controlling a musical tone generated by the musical tone generation circuit by using the arithmetic processing unit in addition to waveform data in the data memory , connected to a memory by a dedicated bus and integrated on the same element The basic feature is that the data is stored together and connected in a circuit with the musical tone generating circuit and the arithmetic processing unit. There.
[0007]
The control by the arithmetic processing unit is a musical tone control based on a timbre parameter stored in a data memory, an automatic accompaniment sound generation control based on an automatic accompaniment pattern data stored in the data memory, and further It goes without saying that both may be used.
[0008]
[Action]
Generally, there is a relationship of “data amount of waveform data> data amount of timbre parameter or automatic accompaniment pattern data >>> data amount of operation program of arithmetic processing device”, as a memory storing only the operation program of arithmetic processing device. A relatively small capacity is sufficient. Therefore, there is no technical problem in terms of manufacturing technology such as a one-chip microcomputer in integrating the arithmetic processing unit and the program memory on the same element as in the above configuration. In addition, it is integrated on the same element, and is not configured to be read via a general-purpose bus, but is configured to read an operation program using a dedicated bus, so that the processing speed of the arithmetic processing unit can be significantly increased. . In addition to the above configuration, since the waveform data, timbre parameters, or automatic accompaniment pattern data are stored together in the data memory, the number of parts can be reduced to a relatively small number.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The configuration of a specific embodiment of the electronic musical instrument according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an electronic musical instrument according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a musical tone generating circuit in the configuration.
[0010]
The circuit shown in FIG. 1 includes a keyboard circuit 101, a panel circuit 102, a RAM 103, an element 1 including an arithmetic processing unit 3, and an element 2 including a tone generation circuit 10 via a bus 100. It is connected to the. The element 2 is further connected in a circuit with the ROM-D 5, reads out the musical sound waveform data, etc., generates a musical sound, converts it into an analog through the D / A conversion circuit 104, and outputs it from the sound system 105. Speak outside.
[0011]
The element 1 is an LSI circuit element having a one-chip configuration in which an arithmetic processing unit 3 constituted by a CPU and a ROM-P4 storing its operation program are integrated, and is constituted by a so-called one-chip microcomputer. On the other hand, the ROM-D 5 stores timbre parameters and automatic accompaniment pattern data used in the arithmetic processing unit 3 in addition to musical sound waveform data such as PCM.
[0012]
The musical tone generating circuit 10 provided in the element 2 in FIG. 1 and whose detailed configuration is shown in FIG. 2 is composed of one custom LSI together with the CPU bus interface circuit 11 and the memory address control circuit 12, Based on the waveform data stored in the ROM-D5, digital musical sound signals for 64 channels are generated. The specific circuit configuration of the tone generation circuit 10 includes a waveform address generation circuit 110, a sample interpolation circuit 111, an amplitude envelope generation circuit 112, a multiplier 113, and an accumulation circuit 114. Among them, the waveform address generation circuit 110 generates waveform addresses for 64 channels in a time division manner in order to read the waveform data stored in the ROM-D5. Of the waveform address, the integer part (WA) is supplied to the ROM-D 5 via the memory address control circuit 12, and the decimal part is output to the sample interpolation circuit 111. The sample interpolation circuit 111 calculates a waveform sample value corresponding to the decimal part of the waveform address based on the waveform data (WD) read from the ROM-D 5 and outputs it. The amplitude envelope generation circuit 112 generates amplitude envelope signals for 64 channels in a time-sharing manner based on envelope control information read out and given from the ROM-D 5 to the arithmetic processing unit 3. The multiplier 113 multiplies the waveform sample value output from the sample interpolation circuit 111 and the amplitude envelope signal. The multiplication circuit 114 accumulates the music signals for 64 channels that are output in a time-sharing manner, and synthesizes the outputs of all the channels.
[0013]
The timbre parameters and automatic accompaniment pattern data stored in the ROM-D5 are calculated from the ROM-D5 via the memory address control circuit 12 in accordance with a data read request when access to the arithmetic processing unit 3 is permitted. It is read out to the processing device 3 side (CA... Address relating to the CPU). FIG. 3 is a timing chart showing the access timing of the ROM-D5. In the drawing, WA [N] indicates an address output from the tone generator 10 (N is a channel number), and indicates an address signal input to the ROM-D5. In this configuration, the operation program of the arithmetic processing device 3 is read at any time using the internal dedicated bus of the element 1, and a dramatic improvement in the arithmetic processing speed can be expected. Further, during the period when access from the arithmetic processing unit 3 indicated by CA in FIG. 3 is permitted, only when the arithmetic processing unit 3 requests the ROM-D 5 to read out the timbre parameters and automatic accompaniment pattern data. It is used (CA is not output if it is unnecessary). On the other hand, in the conventional circuit configuration shown in FIG. 5, after reading the operation program during CA, the timbre parameters and automatic accompaniment pattern data are read, and the CA is used almost every time. Will be. Therefore, the calculation processing speed is inevitably slow compared to this configuration.
[0014]
【The invention's effect】
According to the configuration of the electronic musical instrument of the present invention described in detail above, since the arithmetic processing device and the program memory are integrated on the same element, the processing speed of the arithmetic processing device can be remarkably increased. At the same time, since the waveform data, timbre parameters and automatic accompaniment pattern data are also stored in the data memory, the number of parts can be reduced to a relatively small number. Therefore, it is possible to improve the processing speed of the arithmetic processing unit while suppressing the number of parts, and it is possible to provide a low-cost and high-performance electronic musical instrument while reducing the number of manufacturing steps.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an electronic musical instrument according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a tone generation circuit in the above configuration.
FIG. 3 is a timing chart showing access timing of ROM-D.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional electronic musical instrument configured using an integrated circuit.
FIG. 5 is a block diagram illustrating another configuration example of a conventional electronic musical instrument that is also configured using an integrated circuit.
[Explanation of symbols]
1, 2 Element 3, 30 Arithmetic processor 4 ROM-P
5 ROM-D
10 musical tone generation circuit 11 CPU bus interface circuit 12 memory address control circuit 100 bus 101 keyboard circuit 102 panel circuit 103 RAM
104 D / A conversion circuit 105 Sound system 106 ROM-C
107 ROM-W
108 ROM-A
110 Waveform Address Generation Circuit 111 Sample Interpolation Circuit 112 Amplitude Envelope Generation Circuit 113 Multiplier 114 Accumulation Circuit

Claims

楽音制御乃至発音制御を行う演算処理装置と、該演算処理装置の動作プログラムを記憶する小容量のプログラムメモリと、波形データを予め記憶する、該プログラムメモリに比して大容量のデータメモリと、該データメモリに記憶された波形データに基づき楽音を発生し、且つ前記演算処理装置により制御される楽音発生回路とを有すると共に、前記演算処理装置とプログラムメモリとを専用バスで接続し同一素子上に集積すると共に、前記データメモリに波形データの他、前記演算処理装置をして前記楽音発生回路より発生される楽音を制御する音色パラメータ乃至自動伴奏パターンデータを一緒に記憶せしめて、前記楽音発生回路及び演算処理装置と回路的に接続せしめたことを特徴とする電子楽器。An arithmetic processing unit that performs musical sound control or sound generation control, a small-capacity program memory that stores an operation program of the arithmetic processing unit, a data memory that has a larger capacity than the program memory that stores waveform data in advance , A musical tone generating circuit that generates musical sounds based on the waveform data stored in the data memory and is controlled by the arithmetic processing unit; and the arithmetic processing unit and the program memory are connected by a dedicated bus. In addition to waveform data in the data memory, timbre parameters or automatic accompaniment pattern data for controlling the musical tone generated by the musical tone generating circuit using the arithmetic processing unit are stored together with the waveform data to generate the musical tone. An electronic musical instrument characterized by being connected in a circuit with a circuit and an arithmetic processing unit.

請求項１記載の電子楽器において、前記演算処理装置による制御につき、データメモリに記憶された音色パラメータに基づく楽音制御であることを特徴とする請求項１記載の電子楽器。 2. The electronic musical instrument according to claim 1, wherein the control by the arithmetic processing unit is a musical tone control based on a timbre parameter stored in a data memory.

請求項１記載の電子楽器において、前記演算処理装置による制御につき、データメモリに記憶された自動伴奏パターンデータに基づく自動伴奏音の発音制御であることを特徴とする請求項１記載の電子楽器。 2. The electronic musical instrument according to claim 1, wherein the control by the arithmetic processing unit is automatic accompaniment sound generation control based on automatic accompaniment pattern data stored in a data memory.

請求項１記載の電子楽器において、前記演算処理装置による制御につき、データメモリに記憶された音色パラメータに基づく楽音制御及び自動伴奏パターンデータに基づく自動伴奏音の発音制御であることを特徴とする請求項１記載の電子楽器。 2. The electronic musical instrument according to claim 1, wherein the control by the arithmetic processing unit is a musical tone control based on a timbre parameter stored in a data memory and an automatic accompaniment sound generation control based on automatic accompaniment pattern data. Item 1. An electronic musical instrument according to Item 1.