DE69330080T2

DE69330080T2 - Gerät zur Bearbeitung der Sprache

Info

Publication number: DE69330080T2
Application number: DE69330080T
Authority: DE
Inventors: Katsunori Takahashi
Original assignee: Hudson Soft Co Ltd
Current assignee: Hudson Soft Co Ltd
Priority date: 1992-10-01
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 2001-07-19
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: EP0590838A2; US5548655A; EP0590838B1; TW230247B; DE69330080D1; EP0590838A3; CA2106442C; CA2106442A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verarbeiten akustischer Signale und genauer eine Vorrichtung zum Verarbeiten akustischer Signale, die in einem Spielecomputersystem verwendet wird.
Herkömmlicherweise werden bei einem Computersystem Schall oder Töne aus Wellenformdaten erzeugt, die durch einen auf Computerprogramm basierenden Prozeß erzeugt werden; jedoch ist die Qualität der Töne schlecht gewesen. Aus diesem Grund werden Tondaten (analoge Signale) nun in digitale Signale umgewandelt, so daß die Schallwellen durch eine arithmetische Operation synthetisiert werden können.
Im allgemeinen benutzen Spielecomputer einen programmierbaren Tongenerator (PSG), der klein ist und eine geringe Kapazität hat. Bei dem PSG werden Wellendaten, die von einer CPU geliefert werden, in Amplitude oder Frequenz moduliert, um eine Tonwelle zu erzeugen. Der PSG kann einfache Wellen erzeugen, um gewollt Geräusche zu erzeugen. Bei dem PSG ist es einfach, den Ausgangston zu steuern; jedoch ist es schwierig, eine Vielfalt von Tönen zu erzeugen.
Für die A/D-Wandlung wird ein Pulscodemodulations(PCM)-Verfahren verwendet, mit dem ein analoges Signal in vorbestimmten Intervallen aufgenommen wird, die aufgenommenen Daten werden quantisiert und dann in binäre Daten umgewandelt.
Bei einem Differenz-PCM(DPCM)-Verfahren wird die Differenz der nächsten beiden aufgenommenen Daten quantisiert, so daß die Menge an Ausgabedaten verringert wird. Weiter, entsprechend einem adaptiven Differenz-PCM(ADPCM)-Verfahrem wird der Quantisierungsprozeß mit einer kurzen Schrittweite durchgeführt, wenn die nächsten beiden aufgenommenen Daten einen großen Unterschied zeigen, und andererseits wird der Prozeß mit einer langen Schrittweite durchgeführt, wenn sie einen geringen Unterschied zeigen. Als ein Ergebnis können die Ausgabedaten weiter komprimiert werden.
Die PCM- und ADPCM-Daten sind miteinander durch Kompression und Aufweitungsverarbeitung kompatibel, was basierend auf der Konversion zwischen dem Skalenwert und dem Skalenpegel und zwischen den ADPCM-Daten, dem Änderungsbetrag und Änderungspegel der Daten durchgeführt wird.
In einem Spielecomputer werden ADPCM-Tondaten, die in einer speziellen Aufzeichnungsvorrichtung gespeichert sind, von einer CPU gelesen, und die Daten werden durch einen ADPCM-Decodierer entsprechend einem Skalenwert und einem Skalenpegel aufgeweitet, so daß der ursprüngliche Ton wiedergegeben wird. Der ADPCM-Decodierer enthält eine Erzeugerschaltung für ein synchronisierendes Signal, welche eine Transmissionsrate erzeugt, wobei ein Kristalkesonator verwendet wird. Die PCM-Daten werden entsprechend der Transmissionsrate reproduziert.
In jüngster Zeit wird ein Spielecomputer nicht nur mit einer Tonquelle, so wie PSG und ADPCM, gesteuert durch die CPU, ausgestattet, sondern auch mit einem externen Audiogerät, um die Tonreproduktion mit hoher Qualität zu realisieren. Zum Beispiel wird bei einem Spielecomputer, der eine CD (Compact Disk) als Aufzeichnungsmedium verwendet, ein CD- Abspielgerät direkt als die PCM-Tonquelle verwendet, um Ton mit hoher Qualität zu erzeugen.
Im allgemeinen werden die Tondaten in der Lautstärke von einer Lautstärkesteuerschaltung gesteuert, und der Ausgabeton wird durch eine Mixerschaltung gegeben. Grundsätzlich werden zwei Typen der Lautstärkesteuerschaltungen in Spielecomputern verwendet, nämlich analoge und digitale Typen. Bei der Lautstärkesteuerschaltung vom analogen Typ wird die Lautstärke des Ausgabetons durch ein Spannungssignal gesteuert. Die Lautstärkesteuerschaltung vom digitalen Typ umfaßt einen DIA-Wandler, bei dem ein Umwandlungsverhältnis für jedes Bit geändert wird. Ein Dämpfungsbetrag (N) einer Lautstärkesteuerschaltung ist durch die Gleichung "N(Db) = 10 g (Ii/IO)" gegeben, wobei II und IO jeweils Pegel der Eingangs- und Ausgangssignale darstellen. Die meisten Lautstärkesteuerschaltungen umfassen Register, welche Werte für bestimmte Dämpfungswerte der Tondaten halten.
Fig. 1 zeigt die Beziehung zwischen Registerwerten und Dämpfungswerten für eine Lautstärkesteuerschaltung, die in einer herkömmlichen Vorrichtung zum Verarbeiten akustischer Signale enthalten ist. Wie in dieser Tabelle gezeigt, wird ein Dämpfungsbereich von 12 dB in acht Pegel aufgeteilt, wobei die ersten vier Werte so eingerichtet werden, daß sie 1 dB Abstand voneinander haben, und die letzten vier Werte werden so eingestellt, daß sie 2 dB Abstand voneinander haben. Die Dämpfungspegel -1 dB, -2 dB, -3 dB, - 4dB, - 6dB, -8 dIR, -10 dB und -12 dB entsprechen jeweils Registerwerten 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 und 0.
Bei der herkömmlichen Lautstärkesteuerschaltung sind die unterschiedlichen Dämpfungswerte nicht konstant, da es schwierig ist, den Gesamtdämpfungspegel (Dämpfungsbereich) konstant aufzuteilen, insbesondere beim maximalen und minimalen Pegel. Bei der herkömmlichen Lautstärkesteuerschaltung werden die Registerwerte so festgelegt, daß sie den Dämpfungspegeln 1 : 1 entsprechen, und somit ist es schwierig für einen Bediener, die Tonlautstärke auf gewünschte Pegel einzustellen.
Ein herkömmlicher Spielecomputer enthält einen Tonquellenchip für die Tonverarbeitung. Die meisten Tonquellenchips umfassen Tonquellen zum Erzeugen von Ton und Lautstärkesteuerschaltungen zum Steuern der Lautstärke des Tons, der von der Tonquelle geliefert wird. Die Lautstärkesteuerschaltungen sind so aufgebaut, daß sie an die Charakteristiken des Tons angepaßt sind, der reproduziert werden soll, und an die Leistungsfähigkeit von Verstärken, Lautsprechern und dergleichen.
Wenn eine externe Lautstärkesteuerschaltung bei dem Spielecomputer vorgesehen ist, um die Tonverarbeitung mit hoher Leistungsfähigkeit durchzuführen, ist eine Controllerschaltung erforderlich, die in das System eingebaut wird, um die externe Lautstärkesteuerschaltung zu steuern.
In jüngster Zeit wird eine Vielzahl Tonquellen in einem Spielecomputer benutzt, um eine Vielfalt von Tönen zu behandeln, um spezielle Ton- und Musikeffekte hervorzurufen. Jedoch ist ein solches System hoher Leistungsfähigkeit für einen Spielecomputer teuer, da mehrere Lautstärkesteuerschaltungen mit unterschiedlichen Leistungen richtig gesteuert werden müssen.
Im allgemeinen ist eine Vielzahl Tonquellen, so wie PSG und ADPCM in unterschiedlichen Tonchips einzeln enthalten, und die Ausgabetöne der Tonchips werden auch an eine externe Mischerschaltung geliefert.
Wenn eine externe Tonquelle, so wie ein CD-Abspielgerät ohne Lautstärkencontroller, in dem System benutzt wird, ist eine zusätzliche Lautstärkesteuerschaltung notwendigerweise in dem System enthalten, um die Lautstärke des Abspielgerätes zu steuern. Wie oben beschrieben, wenn eine Vielzahl Tonquellen in einem System benutzt wird, wird die Schaltung in dem System kompliziert, und als ein Ergebnis werden die Kosten des Systems hoch.
Bei dem herkömmlichen Spielecomputer werden Lautstärke- und Ausgabesteuerung von den Lautstärke- und Mischerschaltungen entsprechend Werten durchgeführt, die in internen Registern gehalten werden, welche in die Lautstärkesteuerschaltungen eingebaut sind, wobei die Registerwerte von einer CPU eingestellt werden. Bei dem herkömmlichen System wird die Schaltung in dem System kompliziert, da die CPU die Tonchips einzeln steuert.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Verarbeiten akustischer Signale zur Verfügung zu stellen, bei der die Ausgabelautstärke leicht durch Bediener auf gewünschte Pegel eingestellt werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Verarbeiten akustischer Signale zur Verfügung zu stellen, die so aufgebaut werden kann, daß sie eine einfache Struktur hat, selbst wenn eine externe Tonquelle darin benutzt wird.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Verarbeiten akustischer Signale zur Verfügung zu stellen, die so hergestellt werden kann, daß sie eine einfache Struktur hat, selbst wenn eine Vielzahl Tonquellen darin benutzt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Verarbeiten akustischer Signale mit:
einem Tonquellenchip mit einer ersten Tonquelle zum Erzeugen von Tondaten;
einer Lautstärkesteuerschaltung; und
einer Mischerschaltung in dem Tonquellenchip zum Mischen der Ausgabe der Lautstärkesteuerschaltung und zum Erzeugen von darauf basierendem Ausgabeton; dadurch gekennzeichnet daß:
die erste Tonquelle eine interne Tonquelle ist, die interne Daten erzeugt und Tondaten direkt zu der Mischerschaltung liefert; und wobei die Vorrichtung weiter aufweist:
eine externe Tonquelle zum Erzeugen von externen Tondaten, und wobei der Lautstärkesteuerschaltung die externen Tondaten zugeführt werden.

In den beigefügten Zeichnungen:

Fig. 1 ist eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen Werten eines Registers und Dämpfungspegeln in einer Lautstärkesteuerschaltung bei einer herkömmlichen Vorrichtung zum Verarbeiten akustischer Signale zeigt.
Fig. 2 ist ein Blockschaubild, das ein Computersystem zeigt, welches eine Vorrichtung zum Verarbeiten akustischer Signale gemäß der Erfindung verwendet.
Fig. 3 ist ein Blockschaubild, das eine Tondaten-Ausgabeeinheit gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 4 ist eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen Werten eines Registers und Dämpfungspegeln bei einer Lautstärkesteuerschaltung gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist ein Schaubild, das die Inhalte eines Arbeitsregisters gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 6 ist ein Schaubild, das die Inhalte eines Lautstärkeregisters gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist ein Schaubild, das die Inhalte von Steuerregistern gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist ein Schaubild, das die Inhalte eines PSG-Arbeitsregisters gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 9 ist eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen einem Register und Adressen A0 bis A3 des PSG gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 10 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Arbeitsweise der Tondaten-Ausgabeeinheit gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 11 ist ein Blockschaubild, das den Tonquellenchip mit einer internen Lautstärkesteuerschaltung gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 12 ist eine konzeptionsartige Ansicht, die ein Beispiel des Tonquellenchips gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 13 ist eine Tabelle, die Beziehungen zwischen Registerwerten, Verstärker- und Dämpfungsstufen und Einstellungsgeschwindigkeit gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 14 ist ein Blockschaubild, das einen Tonquellenchip mit einer externen Lautstärkesteuerschaltung gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 15 bis 17 sind Konzeptionsansichten, die weitere Beispiele des Tonquellenchips gemäß der Erfindung zeigen.
Fig. 2 zeigt ein Computersystem, das ein Aufzeichnungsmedium 100 für Spielesoftware, beispielsweise eine CD-ROM, eine CPU 102 vom Typ mit 32 Bit, eine Steuereinheit 104, um hauptsächlich die Übertragung von Tondaten zu steuern und die meisten Vorrichtungen miteinander zu verbinden, eine Bilddaten-Aufweitungseinheit 106, eine Bilddaten-Ausgabeeinheit, eine Tondaten-Ausgabeeinheit 110, eine Videocodiereinheit 112, eine VDP-Einheit 114 und ein TV-Anzeigegerät 116 aufweist.
Die CPU 102, die Steuereinheit 104, die Bilddaten-Aufweitungseinheit 106 und die VDP- Einheit 114 sind mit ihren eigenen Speichern M-RAM, K-RAM, R-RAM beziehungsweise V- RAM versehen.
Fig. 3 zeigt die in Fig. 2 dargestellte Tondaten-Ausgabeeinheit 110. Die Tondaten- Ausgabeeinheit umfaßt einen programmierbaren Tongenerator (PSG) 300 mit sechs Kanälen, ADPCM-Decodierern (#1 und #2) 302 und 304 für den rechten und linken Kanal, eine Tondaten-Ausgabeschaltung, an die Tondaten von der CD-ROM (externe Tonquelle) geliefert werden, und eine Lautstärkesteuerschaltung 306 zum Steuern der Ausgabe des ADPCM- Decodierers und des PSG.
Fig. 4 zeigt eine Beziehung zwischen Werten, die in dem Lautstärkeregister gesetzt sind, und Dämpfungswerten, die verwendet werden sollen. Wie in dieser Tabelle gezeigt, ist ein Dämpfungsbereich von 12 dB in acht Pegel aufgeteilt, wobei die ersten vier Werte so eingestellt sind, daß sie 1 dB Abstand voneinander haben, und die letzten vier Werte sind so eingestellt, daß sie 2 dB Abstand voneinander haben. Die Dämpfungspegel -1 dB, -2 dB, -3 dB, -4 dB, -6 dB, -8 dIR, -10 dIR und -12 dIR entsprechen Registerwerten 11, 10, 9, 8, 7 und 6, 5 und 4, 3 sowie 2 und 1 beziehungsweise 0. Jeder Registerwert entspricht 1 dIR (Änderungsrate). Wenn die Gesamtdämpfungswerte -10 dIR und -12 dB in -10 dB und -I 1 dIR geändert werden, werden die Registerwerte 3 und 2 sowie 1 so eingestellt, daß sie dem Dämpfungswert -10 dB beziehungsweise -11 dB entsprechen.
Bei der Erfindung ist es leicht für Bediener, die Ausgabelautstärke auf gewünschte Pegel in ihrem Sinne einzustellen, da die Registerwerte linear den relativen Differenzwerten (1 dIR) der Dämpfungspegel entsprechen. Insbesondere ist die Erfindung nützlich für Musik, die von einem Programm erzeugt wird, bei dem es für die Tonlautstärke erforderlich ist, daß sie entsprechend den Registerwerten überwacht wird.
Tondaten, die von dem ADPCM-Decodierer geliefert werden, werden in dem K-RAM gepuffert und zur Steuereinheit übertragen. Grundsätzlich benutzt der ADPCM-Decodierer eine Abtastfrequenz von 31.47 kHz, jedoch sind 15.73 kHz, 7.87 kHz und 3.98 kHz verfügbar. Die ADPCM-Tondaten sind durch 4 Bits definiert, bei denen das erste Bit einen Code darstellt, und sie werden für jedes Byte übertragen.
Bei dem Computersystem werden Tonlautstärke und Abtastfrequenz des ADPCM- Decodierers, weiches Rücksetzen und Arbeitsweise des PSG durch die CPU, die Register benutzt, gesteuert.
Die Register, die in dem ADPCM-Decodierer enthalten sind, werden nun in Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6 erläutert.
Fig. 5 zeigt ein Arbeitsregister zum Festlegen von Operationen des ADPCM-Decodierers. Eine Abtastfrequenz des ADPCM-Decodierers wird festgelegt, wobei 2 Bits benutzt werden.
Fig. 6 zeigt ein Lautstärkeregister zum Festlegen der Tonlautstärke des ADPCM- Decodierers. Jeder Kanal des ADPCM-Decodierers wird in der Lautstärke für links und rechts gesteuert. Wenn jedes der Register D5 bis D0 auf "3F (hexa)" gesetzt wird, wird die maximale Lautstärke erhalten. Ein Registerwert entspricht einem Dämpfungsbetrag von -1.5 dB, und der Registerwert "1C (hexa)" entspricht dem maximalen Dämpfungsbetrag -52.5 dB.
Wenn der Registerwert auf 1 B bis 00 gesetzt wird, erhält man keinen Ton.
Fig. 7 zeigt Steuerregister, die in der Steuereinheit enthalten sind, um die Arbeitsweise des ADPCM-Decodierers zu steuern.
Fig. 7(1) zeigt ein Reproduktionsmodus-Register zum Halten von Daten, die eine Abtastfrequenz und eine Startzeitgebung für die Datenübertragung festlegen.
Fig. 7(2) zeigt ein Datenpuffer-Steuerregister zum Halten von Daten, die eine Unterbrechungsoperation und einen Zustand eines Speichers, der Tondaten speichert, die zu den ADPCM-Decodierern #1 und #2 übertragen werden sollen, festlegen.
Fig. 7(3) zeigt ein Startadressenregister zum Halten von Daten, die eine Startadresse von Daten, die aus dem Speicher gelesen werden sollen, festlegen.
Fig. 7(4) zeigt ein Endadressenregister zum Haltenvon Daten, die eine Endadresse von Daten, die aus dem Speicher gelesen werden sollen, festlegen.
Fig. 7(5) zeigt ein Halbadressenregister zum Halten von Daten, die eine Adresse für eine Unterbrechungsoperation festlegen.
Fig. 7(6) zeigt ein Statusregister zum Halten von Daten, die Zustände von Datenübertragungen von den ADPCM-Decodierern festlegen.
Der PSG benutzt ein Wellenform-Speichersystem, durch das Wellenform für jeden Kanal entsprechend den Inhalten eines wellenförmigen Registers erzeugt werden, wobei eine Wellenform jeder Periode durch 5 Bits · 32 Wörter gebildet wird.
Fig. 8 zeigt eine Registereinheit zum Halten von Daten, die Operationen des PSG festlegen.
Fig. 8(1) zeigt ein Kanalauswahlregister R0 zum Halten von Daten, die eine Kanaladresse festlegen.
Fig. 8(2) zeigt ein Hauptlautstärkeregister R1 zum Halten von Daten, die die Gesamtlautstärke des Tons festlegen, der durch Mischen von Tönen aus allen Kanälen erzeugt worden ist. In Antwort auf LMAL und RMAL werden linke beziehungsweise rechte Ausgänge gesteuert. Sowohl LMAL als auch RMAL sind durch 4 Bits definiert und haben die maximale Lautstärke, wenn bei ihnen "F (hexa)" gesetzt wird. Ein Wert 1 entspricht einer Dämpfungsbreite von -3 dB.
Fig. 8(3) zeigt ein Register R2 zum Halten von Daten, die einen Betrag für die Feineinstellung einer Frequenz festlegen.
Fig. 8(4) zeigt ein Register R3 zum Halten von Daten, die einen Betrag für die Grobeinstellung der Frequenz festlegen, so daß die Ausgabefrequenz entsprechend Werten festgelegt wird, die in den letzten 4 Bits der Register (4) und in dem Register (3) gehalten werden.
Fig. 8(5) zeigt ein Register R4 zum Halten von Daten, die die Operation des PSG festlegen. Mit dem ersten Bit werden Daten zum Steuern der Ausgabe des Kanals und der Schreiboperation von Daten in ein Wellenformregister R6 gehalten. Mit dem zweiten Bit werden Daten zum Steuern eines direkten D/A-Modus gehalten.
Wenn im ersten Bit "1" gesetzt wird, wird die Ausgabeoperation (Mischen) des Tons des Kanals durchgeführt. Wenn im ersten Bit "0" gesetzt wird, wird kein Ausgabeton geliefert und Daten können in das Wellenformregister R6 geschrieben werden. Wenn im zweiten Bit "1" gesetzt wird, wird ein Adreßzähler des Wellenforniregisters R6 rückgesetzt, und ein Datensignal wird direkt an einen D/A-Wandler geliefert. Wenn "1F (hexa)" in die letzten S Bits gesetzt wird, wird die maximale Lautstärke erhalten. Jeder Registerwert entspricht einer Dämpfungsbreite von -3 dB.
Fig. 8(6) zeigt ein Volumenregister R5 zum Halten von Daten, die die Tonlautstärke des rechten und linken Kanals festlegen. Die ersten und die letzten 4 Bits LAL und RAL werden für die Tonlautstärke des linken beziehungsweise rechten Kanals benutzt. Wenn "F (hexa)" auf LAL und RAL gesetzt wird, wird die maximale Lautstärke für den Kanal festgelegt. Jeder Registerwert entspricht einer Dämpfungsbreite von -3 dB.
Fig. 8(7) zeigt das Wellenformregister R6 zum Halten einer Wellenform über eine Periode des Kanals. Das Register hält Wellenformdaten von 32 Wörtern (5 Bit/Wort) für einen Kanal.
Fig. 8(8) zeigt ein Register R7 zum Halten von Daten, die festlegen, ob Geräusche oder Musik zur Nutzung ausgewählt werden und eine Frequenz eines Taktsignales, die an einen Geräuscherzeuger gesendet werden. Die Geräuschfreigabe- und Geräuschfrequenzdaten werden jeweils in dem ersten Bit und in den letzten 5 Bits gehalten.
Fig. 8(9) zeigt ein Register R8 zum Halten von Daten, die eine Frequenz eines LFO (Niederfrequenzoszillator) für die Frequenzmodulation festlegen.
Fig. 8(10) zeigt ein Register R9 zum Halten von Daten, die festlegen, ob der LFO gesetzt oder rückgesetzt ist, und einen Modulationsgrad der Frequenzmodulation, die den LFO benutzen.
Die in Fig. 8 gezeigten Register sind für jeden Kanal vorgesehen. Die Register R2 bis R7 werden durch A0 bis A3 und das Register R0 adressiert; die Register R0, R1, R8 und R9 werden jedoch nur durch A0 bis A3 adressiert.
Fig. 9 zeigt eine Beziehung zwischen den Registern R0 bis R9 und den Adreßwerten A0 bis A3.
Der PSG benutzt einen dynamischen Bereich (D-Bereich) von 45 dB. Daher, wenn der gesamte Betrag des Dämpfungspegels des Registers R1 (LMAL/RMAL), des Registers R4 (AL) und des Registers R5 (LAL/RAL) geringer ist als -45 dB, wird kein Ton reproduziert, da der Wert -45 dE in der Praxis äquivalent ist zu - dB.
Die Arbeitsgänge zum Schreiben von Daten durch die CPU in die Register, in den Fig. 7 und 8 gezeigt, werden nun im Zusammenhang mit Fig. 10 erläutert.
Fig. 10 zeigt Spannungswerte an Eingangsanschlüssen der Tondaten-Ausgabeeinheit. In dieser Figur stellen -CS, A0 bis A4, -WR und D7 bis D0 ein Chipauswahlsignal, ein Schreibadressensignal, ein Schreibsignal beziehungsweise ein Dateneingabesignal dar. Eingabedaten werden von der CPU durch den Bus D7 bis D0 zu der Tondaten-Ausgabeeinheit geliefert. In einem Schreibmodus, wenn das Schreibsignal -WR niedrig ist, werden Daten durch D7 bis D0 in die Register geschrieben, die durch die Chipauswahl- und Adreßsignale von der CPU festgelegt sind. Jedesmal, wenn das Schreibsignal -WR auf einen Wiedergewinnungsmodus mit hohem Pegel ansteigt (durch gestrichelte Linien gezeigt), werden die Daten verriegelt, und dann werden die verriegelten Daten bei der nächsten abfallenden Kante eines Abtasttaktpulses wirksam. Wenn Daten mehr als zweimal in einer Tastperiode geschrieben werden, werden die folgenden Daten, die genau vor den vorangehenden Daten geschrieben worden sind, wirksam.
Fig. 11 zeigt eine Tondaten-Ausgabeeinheit (Tonquellenchip) einer zweiten bevorzugten Ausführungsform. Diese Einheit umfaßt eine Lautstärkesteuerschaltung 406, die einen linken und rechten VCA (Verstärker vom Typ der Spannungssteuerung) enthält, VCAR und VCAL, zum Steuern der Tonlautstärke des PCM-Tonsignals, das von der CD-ROM geliefert worden ist. Die Tondaten-Ausgabeeinheit ist mit VCA-Eingangsanschlüssen VCARIN und VCALIN versehen. Die Eingangsanschlüsse sind mit den Ausgangsanschlüssen VCAROUT und VCAR beziehungsweise VCALOUT und VCAL verbunden. Die Ausgangsanschlüsse VCAROUT und VCALOUT werden benutzt, wenn die Lautstärkesteuerschaltung 406 als eine interne Lautstärkesteuerschaltung verwendet wird. Die Ausgangsanschlüsse VCAR und VCAL werden mit einer externen Lautstärkesteuerschaltung verbunden, so daß die Schaltung 406 als eine Controllerschaltung verwendet wird.
Bei dieser Ausführungsform wird die Lautstärkesteuerschaltung 406 als die interne Lautstärkesteuerschaltung benutzt, und damit werden die Ausgangsanschlüsse VCAROUT und VCALOUT über Anschlüsse LINER und LINEL jeweils mit Mischschaltungen 408 und 410 verbunden. In dieser Einheit werden vier Tonsignale aus zwei Kanälen der ADPCMs 412 und 414 und sechs Kanälen des PSG 416 und PCM zu jeder Mischerschaltung geliefert. Die VCAs umfassen Lautstärkeregister R15 und R16 zum Festlegen eines Dämpfungspegels, um die Ausgabetonlautstärke zu steuern.
Fig. 12 zeigt einen Tonquellenchip S00 der zweiten bevorzugten Ausführungsform, wobei diese eine konzeptionsartige Ansicht der Tondaten-Ausgabeeinheit ist, die in Fig. 11 gezeigt ist. Der Tonquellenchip umfaßt eine Tonquelle 502, eine interne Lautstärkesteuerschaltung 504 und eine Mischerschaltung 506. Andere Tonquellen und weitere Lautstärkesteuerschaltungen für mehrere Tonquellen können in dem Tonquellenchip enthalten sein.
Fig. 13 zeigt die Kennlinien des VCA, Registerwerte, Verstärker- und Dämpfungsstufen und Einstellgeschwindigkeit. Die Ausgabe der in Fig. 11 gezeigten Einheit mit den Kennlinien, die in Fig. 13 gezeigt sind, wird nun erläutert. Wenn das Register von "3F" auf "00" geschrieben wird, wird der Lautstärkewert um "20 log (0 / 1023) - dB", und die notwendige Zeit T ist durch die folgende Gleichung gegeben.
T = 1.49 · 512+2.98 · 256+5.96 · 128+11.92 · 64
+ 23.84 · 32 + 47.68 · 16 + 2956.16 = 7.53 ms
Wenn das Register von "3D" bis "3F" neu beschrieben wird, wird der Lautstärkewert um "20 10 g (1023 / 991) = 0.27 dB" geändert, und die nötige Zeit T wird 47.68 us = 49 · (1023 - 991).
Fig. 14 zeigt einen Tonquellenchip (Tondaten-Ausgabeeinheit) gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform. Diese Einheit hat dieselbe Struktur wie die der zweiten bevorzugten Ausführungsform, die in Fig. 11 gezeigt ist; jedoch arbeitet eine interne Lautstärkesteuerschaltung 406 als eine Controllerschaltung, um eine externe Lautstärkesteuerschaltung 600 zu steuern. Die externe Lautstärkesteuerschaltung 600 ist über die VCAR- und VCAL- Anschlüsse mit der internen Lautstärkesteuerschaltung verbunden, so daß die Lautstärkeregister R15 und R16 entsprechend Gleichspannungssignalen neu beschrieben werden, die an die VCA-Eingabeanschlüsse VCARIN und VCALIN gegeben werden. In Antwort auf die Gleichspannungssignale werden Steuerspannungssignale erzeugt, die an die externe Lautstärkesteuerschaltung geliefert werden sollen. Die externe Lautstärkesteuerschaltung liefert Tondaten, die bezüglich der Lautstärke gesteuert worden sind, an die Mischerschaltungen.
Fig. 15 zeigt einen Tonquellenchip 700 der dritten bevorzugten Ausführungsform, wobei sie eine konzeptionsartige Ansicht der Tondaten-Ausgabeeinheit ist, die in Fig. 14 gezeigt ist. Der Tonquellenchip umfaßt eine Tonquelle 702, eine Controllerschaltung (interne Lautstärkesteuerschaltung) 704 und eine Mischerschaltung 706, die mit einer externen Lautstärkesteuerschaltung 708 verbunden ist.
Wie man die Steuerspannung erhält, wenn die in Fig. 14 gezeigte Einheit die Kennlinien hat, die in Fig. 13 gezeigt sind, wird nun erläutert. Wenn 1.0 V Spannung auf analoge Masse gelegt werden und das Register mit "3D" bis "3F" neu beschrieben wird, sind die Ausgangsspannung V und die notwendige Zeit T durch die folgenden Gleichungen gegeben.
V = -1 · 1023 / 991 = -1.032 V (analoge Masse)
T = 1.49 · (1023 - 991) = 47.68 us
Wie zuvor beschrieben, wird gemäß der zweiten und dritten bevorzugten Ausführungsform die interne Lautstärkesteuerschaltung entweder als die Lautstärkesteuerschaltung oder die Controllerschaltung für die externe Lautstärkesteuerschaltung benutzt. Wenn daher die externe Lautstärkesteuerschaltung benutzt wird, ist eine zusätzliche Controllerschaltung nicht notwendig. Weiter arbeiten die internen Mischerschaltungen auch für die externe Lautstärkesteuerschaltung, und als ein Ergebnis können interner und externer Ton gemischt werden, um den Ausgabeton zu erzeugen.
Fig. 16 zeigt einen Tonquellenchip 800 einer vierten bevorzugten Ausführungsform. Der Tonquellenchip umfaßt eine Tonquelle 802, eine Lautstärkesteuerschaltung 804, die mit einer externen Tonquelle (nicht gezeigt) verbunden ist, und eine Mischerschaltung 806. Andere Tonquellen und weitere Lautstärkesteuerschaltungen für mehrere Tonquellen können in dem Tonquellenchip enthalten sein. Wenn die Lautstärkesteuerschaltung nicht notwendig ist, wird ein Tonsignal von der externen Tonquelle direkt an die Mischerschaltung geliefert.
Die Mischerschaltung enthält nicht nur einen internen Mischer, der Ton von einer Vielkanal- Tonquelle mischt, sondern auch einen Mischer, der Ton von einer Vielfalt von Tonquellen mischt.
Fig. 17 zeigt einen Tonquellenchip 900 einer fünften bevorzugten Ausführungsform. Der Tonquellenchip umfaßt eine ADPCM-Tonquelle 902, eine PSG-Tonquelle 904 und eine Mischerschaltung 906. Weitere Tonquellen und Lautstärkesteuerschaltungen und Zweikanalmischerschaltungen können in dem Tonquellenchip enthalten sein.
Wie zuvor beschrieben ist gemäß der Erfindung eine zusätzliche externe Mischerschaltung nicht notwendig, da eine Vielfalt von Tonquellen, so wie PSG und ADPCM, mit den internen Mischerschaltungen verbunden sind. Weiter ist es einfach, die Tondaten-Ausgabeeinheit durch die CPU zu steuern, da die Register zum Steuern der Tonausgabe in einem Chip enthalten sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Verarbeiten akustischer Signale, mit:

einem Tonquellenchip (700, 800, 900) mit einer ersten Tonquelle (702, 802, 902) zum Erzeugen von Tondaten;

einer Lautstärkesteuerschaltung (708, 804); und

einer Mischerschaltung (706, 806, 906) innerhalb des Tonquellenchips zum Mischen der Ausgabe der Lautstärkesteuerschaltung und zum Erzeugen von Ausgabeton, der darauf basiert, dadurch gekennzeichnet, daß:

die erste Tonquelle (702, 802, 902) eine interne Tonquelle ist, welche interne Daten erzeugt und Tondaten direkt zu der Mischerschaltung liefert; und dadurch, daß die Vorrichtung zum Verarbeiten von akustischen Signalen weiter aufweist:

eine externe Tonquelle zum Erzeugen von externen Tondaten, und wobei der Lautstärkesteuerschaltung (708, 804) die externen Tondaten zugeführt werden.

2. Vorrichtung zum Verarbeiten akustischer Signale nach Anspruch 1, bei der die Lautstärkesteuerschaltung (708, 804) eine externe Lautstärkesteuerschaltung (708) ist, die sich außerhalb des Tonquellenchips (700, 800, 900) befindet und mit den Tondaten von der ersten Tonquelle (702, 802, 902) versorgt wird, um die Lautstärke des Ausgangstones zu steuern; und weiter mit:

einer internen Controllerschaltung (704), die in den Tonquellenchip eingebaut ist, zum Liefern eines Steuersignales an die externe Lautstärkesteuerschaltung und zum Steuern des Ausgabetons, wenn die externe Lautstärkesteuerschaltung nicht arbeitet.