声源系统的制作方法

专利名称：声源系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在便携式设备等中使用的声源系统，特别涉及实现在便携式设备等中使用的声源系统的低功耗的技术。
背景技术：
图2是现有的声源系统的结构图。
该声源系统例如输入像MIDI(Musical Instrument Digital Interface，乐器数字接口)数据那样的乐曲数据，输出所期望的乐器声等PCM(PulseCode Modulation，脉冲编码调制)数据，具有存储从未图示的主机CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)输出的MIDI数据的MIDI存储器10。MIDI存储器10通过内部总线20连接CPU 30。内部总线20由以下部分构成输出CPU 30用于指定访问对象的存储器或周边电路的地址ADR的地址线21；与所指定的存储器或周边电路之间传送数据DAT的数据线22；输出读写等动作的控制信号CON的控制线23；和提供作为动作的基准的系统时钟SCK的时钟线24。
在内部总线20上连接着存储有CPU 30执行的处理用的程序和数据的ROM(Read Only Memory)40、暂时存储处理中的数据的RAM(RandomAccess Memory，随机访问存储器)50、演奏时间管理用定时器60、和声源加速器(accelerator)70。
声源加速器70根据通过内部总线20从CPU 30提供的声源的分配和音程、音量等参数，进行波形合成处理，生成所期望的PCM数据并输出。该声源加速器70包括参数存储器71，其通过内部总线20从CPU 30接收各种参数并存储；波形合成器72，其从该参数存储器71读出参数，生成PCM数据并输出PCM数据的输出信号LCH、RCH。
另外，该声源系统具有生成系统时钟SCK的时钟产生部81。由时钟产生部81产生的系统时钟SCK，通过时钟线24，被用作与内部总线20连接的CPU 30等的动作的基准定时信号，并且也被用作波形合成器72的波形合成用的时钟信号。
下面，说明动作。
从外部的主机CPU提供的MIDI数据被暂时存储在MIDI存储器10中后，通过内部总线20被CPU 30读出。CPU 30按照存储在ROM 40中的处理用程序，解析所读出的MIDI数据，进行声源的分配和音程、音量参数的各种设定。此时，RAM 50被用作用于进行解析处理的作业用存储器，定时器60被用于声源演奏的时间管理、即执行与所解析的MIDI数据对应的处理的定时控制中。
所设定的参数通过内部总线20被传送给声源加速器70的参数存储器71，并暂时存储在该参数存储器71中。存储在参数存储器71中的参数被波形合成器72读出并转换为PCM数据，作为输出信号LCH、RCH输出。
另外，MIDI数据不仅是单音，还是基于多种乐器等的多音(polyphonic)结构，在波形合成器72中，按时分的方式进行多音处理并将各音合成，然后将这些合成音相加，把相加结果作为左右的1组输出信号LCH、RCH输出。
日本特开平9-185370号公报但是，在前述声源系统中存在以下问题。
即，该声源系统构成为使用一个波形合成器72，通过时分方式的处理将基于多种乐器等的多音(例如64音)合成。因此，要求与要同时合成的音的数量成比例地使提供给波形合成器72的波形合成用的时钟信号的频率提高。另一方面，在波形合成用的时钟信号中，CPU 20等使用的系统时钟SCK被共用。
因此，若要合成的音的数量增加，则进行波形合成处理所需要的系统时钟SCK的频率变高，CPU 30等在必要频率以上的高的频率的时钟信号下动作，存在功耗增大的问题。并且，在多音少的演奏时，也存在由于以必要频率以上的时钟频率动作而造成的功耗增大的问题。

发明内容
本发明的目的在于降低声源系统的功耗。
本发明的声源系统的特征在于，该声源系统具有处理装置，其解析从外部提供的输入数据，生成波形合成用的参数；声源加速器，其按照所述参数进行波形合成，输出进行了编码调制的声音数据；第1时钟产生部，其根据来自所述处理装置的频率设定，输出成为该处理装置的动作的基准的第1时钟信号；以及第2时钟产生部，其输出用于所述声源加速器的波形合成处理的第2时钟信号。
在本发明中，根据由不同的时钟产生部产生的不同的时钟信号来进行处理装置中的处理和声源加速器中的波形合成。由此，处理装置和声源加速器能够分别以必要的最小限度的时钟频率而动作，所以具有能够抑制因不必要的快速时钟信号而造成的功耗浪费的效果。


图1是表示本发明的实施例1的声源系统的结构图。
图2是现有的声源系统的结构图。
图3是表示本发明的实施例2的声源系统的结构图。
图4是表示本发明的实施例3的声源系统的结构图。
标号说明10 MIDI存储器；11功率控制寄存器；30 CPU；40 ROM；50 RAM；70、70A声源加速器；81、84、85、86时钟产生部；83、83A频率设定寄存器。
具体实施例方式
不仅第1时钟产生部，第2时钟产生部也构成为可以根据来自处理装置的频率设定，变更用于波形合成处理的第2时钟信号的频率。另外，处理装置构成为按照从外部提供的功率限制值，进行针对第1和第2时钟产生部的频率设定，并且限制波形合成用的参数的生成。
图1是表示本发明的实施例1的声源系统的结构图，对与图2中的要素相同的要素标注相同的标号。
该声源系统例如输入像MIDI数据那样的乐曲数据，输出所期望的乐器声等PCM数据，所以具有存储从未图示的主机CPU提供的MIDI数据的MIDI存储器10。MIDI存储器10通过内部总线20连接CPU 30。内部总线20由以下部分构成输出CPU 30用于指定访问对象的存储器或周边电路的地址ADR的地址线21；与所指定的存储器或周边电路之间传送数据DAT的数据线22；输出读写等动作的控制信号CON的控制线23；和提供作为动作的基准的系统时钟SCK的时钟线24。
在内部总线20上连接着存储有处理用的程序和数据的ROM 40、暂时存储处理中的数据的RAM 50、演奏时间管理用定时器60、和声源加速器70。
声源加速器70根据通过内部总线20从CPU 30提供的声源的分配和音程、音量等参数，进行波形合成处理，生成所期望的PCM数据并输出。声源加速器70包括参数存储器71，其通过内部总线20从CPU 30接收各种参数并存储；波形合成器72，其从该参数存储器71读出参数，生成PCM数据并输出PCM数据的输出信号LCH、RCH。
另外，该声源系统具有生成系统时钟SCK的时钟产生部84、和生成波形合成用时钟ACK的时钟产生部85。
时钟产生部84通过地址译码器82和频率设定寄存器83连接内部总线20，产生与该频率设定寄存器83的设定值对应的频率的时钟信号，作为系统时钟SCK输出。另外，地址译码器82在具有通过内部总线20对频率设定寄存器83的写入请求时，向该频率设定寄存器83提供写入控制信号，由此写入来自内部总线20的设定值。
与此相对，时钟产生部85生成预先设定的频率的波形合成用时钟ACK。
下面，说明动作。
在该声源系统中，CPU 30在声源处理中负责除由声源加速器70负责的波形合成的主要处理部分之外的处理。声源处理由所输入的MIDI数据的解析处理、演奏的时间管理、被解析过的每个MIDI消息的各种参数设定处理、及波形合成处理构成。
其中，声源加速器70负责的波形合成处理使用一个波形合成器72通过时分方式的处理来处理多音。针对各音的处理虽然多少存在分歧处理，但几乎所有的分歧部分只是设定参数的值不同，所以是相同的处理。因此，一个音的处理量是恒定，整体的波形合成处理中的处理量与要演奏的多音数量成比例。
另一方面，每个MIDI消息的各种参数设定处理根据其处理的消息的类型，处理量被确定为大致相同。例如，如果是音符开消息(note onmessage)则需要A循环，如果是弯音消息(pitch bend message)则需要B循环。其他的消息解析处理和时间管理由于分歧处理多，虽然它们的处理量不能一概而论，但与上述两个处理相比，其处理量相当少。
根据以上所述，CPU 30所需要的动作时钟频率CPU-Fsamp可以利用下述式1表示。
CPU-Fsamp＝CSynMIPS×Poly+MsgMIPS+ResMIPS……式1其中，CSynMIPS表示针对每个系统所确定的CPU波形合成处理的一个音部分的处理量，Poly表示演奏中的多音数量，MsgMIPS表示针对每个系统所确定的每种消息的处理量，以及ResMIPS表示其他剩余的附加处理的处理量。
因此，在乐曲的演奏中，根据演奏多音数量和所输入的MIDI消息的类型，变更式1中的Poly、MsgMIPS，将所求出的动作时钟频率CPU-Fsamp设定于频率设定寄存器83。由此，所设定的频率被反映为系统时钟SCK，进行针对CPU 30的系统时钟SCK的频率优化。
此处，MsgMIPS例如作为表格形式的固定数据存储在ROM 40中，只要采用CPU 30可自由参照的形式即可。对于ResMIPS而言，因为不能容易地掌握处理量，所以把可能得到的最大值设定为固定值，但与式1的其他项相比ResMIPS是小的值，所以不会成为问题。
如上所述，该实施例1的声源系统具有可以从CPU 30进行设定的频率设定寄存器83；时钟产生部84，其产生与设定在该频率设定寄存器83中的设定值对应的频率的时钟信号，并作为系统时钟SCK而输出。由此，能够根据演奏多音数量和所输入的MIDI消息的类型，变更系统时钟SCK的频率，所以具有能够优化CPU 30及其周边电路的功耗的优点。
图3是表示本发明的实施例2的声源系统的结构图，对与图1中的要素相同的要素标注相同的标号。
该声源系统设置生成预先设定的频率的系统时钟SCK的时钟产生部81，以取代图1中的时钟产生部84，并且设置时钟产生部86，以取代时钟产生部85，该时钟产生部86产生与频率设定寄存器83的设定值对应的频率的时钟信号，并输出波形合成用时钟ACK。
另外，设置有追加了音数设定寄存器74的声源加速器70A来取代声源加速器70。音数设定寄存器74是可以从CPU 30通过内部总线20进行演奏多音数量的设定的控制寄存器，该音数设定寄存器74的设定值被提供给波形合成器72A。其他结构与图1所示相同。
下面，说明动作。
CPU 30在音符开、音符关(note off)等的MIDI消息处理中，进行声源的分配处理，并进行当前正在演奏的多音的数量的管理。CPU 30在多音数量产生变化时，在频率设定寄存器83中设定对应于该多音数量的值。由此，时钟产生部86按照在频率设定寄存器83中设定的值，变更波形合成用时钟ACK的频率。另外，CPU 30设定频率设定寄存器82的值，以使波形合成用时钟ACK成为基于下述式2的波形合成用时钟频率ACC-Fsamp。
ACC-Fsamp＝ASynMIPS×Poly……式2其中，ASynMIPS表示针对每个系统所确定的加速器波形合成处理的一个音部分的处理量，以及Poly表示演奏中的多音数量。
在声源加速器70A中准备有按照1个音单位执行波形合成处理的处理用时隙(time slot)。波形合成器72A执行在音数设定寄存器74中设定的值的多音数量个处理用时隙，完成每1个单位时间的动作。这样，具有以1个音为单位的执行体，根据演奏多音数量的信息，控制使该执行体动作的次数。
如上所述，该实施例2的声源系统具有可以从CPU 30进行设定的频率设定寄存器83；时钟产生部86，其产生与在该频率设定寄存器83中设定的设定值对应的频率的时钟信号，作为波形合成用时钟ACK而输出。由此，能够根据演奏多音数量，变更波形合成用时钟ACK的频率，所以具有能够优化声源加速器70A的功耗的优点。
图4是表示本发明的实施例3的声源系统的结构图，对与图3中的要素相同的要素标注相同的标号。
该声源系统设置有时钟产生部84，以取代图3中的时钟产生部81，该时钟产生部84产生与设定值对应的频率的时钟信号、作为系统时钟SCK输出，并且设置有频率设定寄存器83A，以取代频率设定寄存器83，该频率设定寄存器83A能够分别针对两个时钟产生部84、86保持设定值。
另外，该声源系统具有用于从主机CPU设定功耗的限制值的功率控制寄存器11。功率控制寄存器11连接到内部总线20，可以从CPU 30参照该设定值。其他结构与图3所示相同。
在该声源系统中，在乐曲演奏中根据演奏多音数量和输入MIDI数据的类型，按照前述式1、式2，计算动作时钟频率CPU-Fsamp和波形合成用时钟频率ACC-Fsamp，通过频率设定寄存器83A来变更时钟产生部84、86的频率，进行功耗的优化，上述动作与实施例1和实施例2相同。
另一方面，功耗的限制动作通过从外部的主机CPU在功率控制寄存器11中设定限制值来进行。
首先，CPU 30通过内部总线20读取功率控制寄存器11的设定值。然后，把所读取的设定值转换为换算成时钟频率的值。并且，限制这些频率CPU-Fsamp、ACC-Fsamp，以使式1的动作时钟频率CPU-Fsamp和式2的波形合成用时钟频率ACC-Fsamp低于被换算后的频率。
例如，在所输入的MIDI消息为音符开消息时，在消息执行完成后，演奏多音数量增加1，所以判定在式1、式2中使Poly增加1的情况下所计算的频率CPU-Fsamp、ACC-Fsamp是否小于等于被换算后的时钟频率。如果满足条件，则按照通常那样执行消息，如果不满足，则不执行该消息而废弃该消息。这种判定处理不限于音符开消息，通过对所有的消息执行该判定处理，并进行处理量的限制，以使频率CPU-Fsamp、ACC-Fsamp总是在被换算后的时钟频率以下。
如上所述，该实施例3的声源系统具有可以从CPU 30进行设定的频率设定寄存器83A；时钟产生部84、86，其产生与在该频率设定寄存器83A中设定的设定值对应的频率的时钟信号，输出系统时钟SCK和波形合成用时钟ACK。从而，具有与实施例1、2相同的优点。
另外，该实施例3的声源系统构成为，把处理量作为计算的基准，判断是否要执行消息，从而限制处理量。因此，系统时钟SCK和波形合成用时钟ACK的频率被限制，作为声源系统，可以将功耗限制为从主机CPU提供的值，进行声源演奏动作。由此，在便携式设备的电池的充电量减少时等进行功耗限制，具有可以保持某种程度的声源演奏的音乐性、并延长电池的电力耗完之前的时间的优点。
另外，本发明不限于上述实施例3，可以进行各种变形。作为其变形例，例如由于演奏多音数量的处理量远远大于消息的处理的处理量，所以也可以只限制演奏多音数量。并且，在考虑音乐性的情况下，必定对变得重要的消息执行，在处理不足的情况下也可以使演奏中的一个音部分消音。
权利要求
1.一种声源系统，其特征在于，该声源系统具有处理装置，其解析从外部提供的输入数据，生成波形合成用的参数；声源加速器，其按照所述参数进行波形合成，输出进行了编码调制的声音数据；第1时钟产生部，其根据来自所述处理装置的频率设定，输出成为该处理装置的动作的基准的第1时钟信号；以及第2时钟产生部，其输出用于所述声源加速器的波形合成处理的第2时钟信号。
2.一种声源系统，其特征在于，该声源系统具有处理装置，其解析从外部提供的输入数据，生成波形合成用的参数；声源加速器，其按照所述参数进行波形合成，输出进行了编码调制的声音数据；第1时钟产生部，其输出成为所述处理装置的动作的基准的第1时钟信号；以及第2时钟产生部，其根据来自所述处理装置的频率设定，输出用于所述声源加速器的波形合成处理的第2时钟信号。
3.一种声源系统，其特征在于，该声源系统具有处理装置，其解析从外部提供的输入数据，生成波形合成用的参数；声源加速器，其按照所述参数进行波形合成，输出进行了编码调制的声音数据；第1时钟产生部，其根据来自所述处理装置的频率设定，输出成为该处理装置的动作的基准的第1时钟信号；以及第2时钟产生部，其根据来自所述处理装置的频率设定，输出用于所述声源加速器的波形合成处理的第2时钟信号。
4.根据权利要求1或3所述的声源系统，其特征在于，所述处理装置按照从外部提供的功率限制值，限制对所述第2时钟产生部的频率设定的值。
5.根据权利要求2或3所述的声源系统，其特征在于，所述处理装置按照从外部提供的功率限制值，限制对所述第1时钟产生部的频率设定的值。
6.根据权利要求3所述的声源系统，其特征在于，所述处理装置按照从外部提供的功率限制值，限制对所述第1和第2时钟产生部的频率设定的值。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的声源系统，其特征在于，所述处理装置按照从外部提供的功率限制值，限制所述波形合成用的参数的生成。
全文摘要
本发明提供一种声源系统。该声源系统可降低声源系统中的功耗。该声源系统分别设置时钟产生部(84)，其生成通过内部总线(20)提供给CPU(30)等的系统时钟(SCK)；时钟产生部(85)，其生成提供给声源加速器(70)的波形合成器(72)的波形合成用时钟(ACK)。另外，时钟产生部(84)构成为输出与从CPU(30)在频率设定寄存器(83)中设定的设定值对应的频率。另外，如果构成为也可以通过来自CPU(30)的设定来改变时钟产生部(85)的频率，则可以进一步实现最佳的时钟频率下的动作，抑制因不必要的快速时钟信号造成的功耗的增加。
文档编号G10H1/00GK1983386SQ20061014863
公开日2007年6月20日 申请日期2006年11月20日 优先权日2005年12月14日
发明者永末诚 申请人:冲电气工业株式会社