~ajxs/Cara Kerja Antarmuka Kaset Synth Yamaha FM

Berita17 Dilihat

Sebelum komputer pribadi menjadi pusat produksi musik rumahan, mencadangkan, dan menyimpan tambalan penyintesis adalah masalah yang tidak sepele. Pabrikan Synth bereksperimen dengan banyak metode menarik selama bertahun-tahun, namun tidak satu pun dari metode ini yang berumur lebih buruk daripada penyimpanan kaset digital.

Penggunaan pita magnetik untuk merekam data digital tentu saja tidak berasal dari synthesizer, dan Yamaha juga bukan pabrikan synth pertama yang menggunakannya untuk penyimpanan tambalan eksternal. Tidak jelas di mana tepatnya inovasi ini berasaltetapi pada akhir 1970-an penggunaan kaset-kaset kompak untuk penyimpanan data telah menjadi standar di dunia komputasi rumahan. Tidak butuh waktu lama bagi produsen synth terkemuka untuk mengejar ketinggalan, dengan banyak synth andalan tahun 80-an menampilkan antarmuka kaset, seperti Oberheim OB-X, Sequential Circuits Prophet 5, dan Roland Jupiter 8.

Artikel ini membahas implementasi teknis tertentu dari antarmuka kaset data yang digunakan dalam synthesizer FM Yamaha, dan konteks sejarah pengembangannya.

Latar belakang

Pada pertengahan 1980-an, penyimpanan patch untuk FM synth Yamaha telah menjadi bisnis yang serius. Setelah DX7, sebuah industri baru telah muncul yang mengkhususkan diri dalam pembuatan, dan distribusi tambalan untuk FM synths Yamaha. Hari-hari kejayaan mungkin telah berakhir untuk band-band yang ditampilkan
voicecrystal.com‘s galeri artis, namun kesaksian mereka berbicara tentang dampak besar yang dimiliki oleh pemrogram tambalan berbakat di seluruh industri musik. Penulis tambalan DX7 profesional tampaknya akan melangkah lebih jauh dengan menyematkan informasi sampah dalam data tambalan mereka untuk mengidentifikasi pencuri tambalan setelah fakta, seperti penskalaan kunci unik pada operator yang tidak digunakan, atau karakter ASCII yang tidak valid dalam nama tambalan (Cox & Warner, 2017).

Tahun-tahun menjelang rilis terobosan DX7 tahun 1983 adalah periode inovasi yang cepat dan menarik. Komputer pribadi berada di ambang arus utama, dan teknologi dengan cepat membentuk kembali dunia. Apple IIe yang sama-sama inovatif telah dirilis hanya beberapa bulan sebelumnya, 3,5 inci yang sekarang ada di mana-mana floppy disk saja awal untuk muncul di perangkat konsumen, dan Ensoniq Mirage —yang akan memberikan pengambilan sampel berbasis disk yang terjangkau kepada massa— tinggal setahun lagi.

Terlepas dari kemajuan baru-baru ini, disk drive masih merupakan perangkat yang rumit dan mahal. Mengingat semua sirkuit analog tambahan yang diperlukan untuk mengintegrasikannya, tidak mengherankan jika produsen synth memilih alternatif yang lebih murah. Yamaha telah mempertaruhkan perusahaan pada pembuatan chip suara LSI baru mereka, dan sepertinya tidak ada ruang tambahan untuk mengambil lebih banyak risiko pada teknologi baru.

DX7 menampilkan antarmuka kartrid untuk penyimpanan eksternal data tambalan. Kartrid itu sendiri berisi 16kB EEPROM, yang bila dimasukkan akan disambungkan langsung ke ruang alamat CPU. Dirilis setelah saudara kandungnya yang lebih populer, DX9 akan menjadi synthesizer FM Yamaha pertama yang menampilkan antarmuka kaset. Antarmuka ini terdiri dari tiga soket kabel 1/8″ untuk dihubungkan ke headphone, mikrofon, dan
terpencil
soket perekam kaset tingkat konsumen. Synth selanjutnya di jalur FM Yamaha — seperti TX81Z tahun 1989 — akan menggunakan
Soket DIN 8-pin untuk antarmuka kaset, ditambah dengan kabel berpemilik yang diakhiri dengan tiga colokan 1/8″. Format kabel ini digunakan bersama dengan antarmuka kaset komputer MSX, yang tidak mengejutkan mengingat keterlibatan Yamaha dalam pengembangan arsitektur MSX.

Format Pengkodean

Skema pengkodean yang digunakan oleh antarmuka kaset synthesizer FM Yamaha adalah variasi dari

‘Standar Kota Kansas’
format, yang dikenal sebagai POTONGAN. Format ini menggunakan ‘penguncian pergeseran frekuensi’ untuk menyandikan data digital. Format CUTS digunakan bersama dengan komputer MSX, dan memungkinkan transfer data berkecepatan lebih tinggi daripada format Standar Kansas City standar, memungkinkan 1200 baud lebih cepatserta 300 asli.

Sinyal audio dimulai dengan ‘nada pilot’ 2400Hz yang diperpanjang, yang dapat digunakan untuk mengkalibrasi volume sumber input. Berikut ini adalah urutan frame data, masing-masing berisi satu byte. Beberapa item data (seperti beberapa tambalan, pertunjukan, dll) dapat dikodekan dalam satu rekaman, dipisahkan oleh panjang nada pilot yang sewenang-wenang.

Bit biner ‘1’ (dikenal sebagai a ‘tanda’) dikodekan dengan dua ‘siklus’ pada 2400Hz. A ‘0’ (dikenal sebagai a ‘ruang angkasa’) dikodekan sebagai satu siklus pada 1200hz. Sebuah paket data, menempati kira-kira 9,1 milidetik pita, terdiri dari bit nol di depan yang menunjukkan awal dari bingkai data, diikuti oleh 8 bit data aktual, LSB terlebih dahulu. Dua trailing ‘ones’ mengindikasikan akhir dari data frame.

Diagram berikut menunjukkan struktur paket data yang disandikan, byte 0b10110101:

Penerapan

Implementasi teknis antarmuka kaset di synthesizer FM Yamaha sangat sederhana: Sinyal audio elektrik mentah yang diputar dari kaset dapat ditafsirkan sebagai data biner oleh port I/O CPU, tanpa memerlukan konversi analog ke digital. Pengambilan sampel puncak positif periode gelombang audio dari port I/O akan dianggap oleh CPU sebagai biner, dengan sampel tegangan negatif dianggap sebagai nol.

Demikian pula, menarik sinyal port I/O keluaran tinggi, dan rendah secara berurutan akan direkam sebagai osilasi sinusoidal saat disampel sebagai audio oleh perekam pita. Dengan mengontrol frekuensi toggling tegangan keluaran dalam perangkat lunak, dimungkinkan untuk membuat keluaran data yang disandikan langsung dari CPU, tanpa memerlukan sirkuit khusus tambahan.

Dengan mengambil sampel pin I/O yang terhubung ke port input antarmuka kaset secara berkala, frekuensi audio yang masuk dapat ditentukan dengan menghitung berapa kali polaritas sinyal berubah dalam periode acak.

Untuk melakukannya, firmware synth mengambil sampel port I/O input kaset pada interval yang ditentukan sesuai dengan kecepatan baud. Firmware mengontrol interval ini menggunakan rutinitas penundaan yang sewenang-wenang, yang dipanggil di antara setiap pengambilan sampel port input. Setiap sampel berturut-turut diuji terhadap yang terakhir menggunakan instruksi XOR, menambah ‘hitungan perubahan polaritas’ jika nilainya berbeda. Jumlah perubahan polaritas dalam satu periode akan menunjukkan apakah frekuensi periode tersebut adalah 2400hz yang menunjukkan bit ‘1’, atau 1200hz untuk ‘0’. Dari informasi ini dimungkinkan untuk membangun byte penuh.

Synth FM Yamaha menggunakan trik yang menarik untuk membangun nilai akhir menggunakan instruksi rotasi logis arsitektur Hitachi HD6303: Mengingat bahwa jumlah perubahan polaritas yang dihitung dalam satu periode akan kurang dari dua dalam kasus bit ‘0’, atau lebih dari dua dalam kasus ‘1’ (binary 0b10, atau lebih tinggi), jika hitungan pulsa yang dihasilkan diputar dua kali ke kanan, flag carry prosesor akan disetel jika nilai inputnya adalah ‘1’. Dengan hasil pembacaan bit terakhir yang disimpan dalam flag carry prosesor, hasilnya kemudian diputar ke kanan menjadi bit paling signifikan dari byte hasil. Karena setiap byte dikodekan LSB terlebih dahulu, setelah 8 iterasi rutin ini, byte hasil akhir akan didekodekan. Metode yang sama untuk menyusun byte terakhir ini digunakan dalam kode antarmuka kaset di firmware DX9, DX100, dan TX81Z, dengan hanya sedikit variasi.

Referensi


Komentar