AY-3-8910 - Contrib - Каталог статей - Возрождение Электроники-60
PDP-11 , Электроника-60, СМ-1420 и им подобные
Главная | Каталог статей | Регистрация | Вход
Приветствую Вас Гость | RSS

Дорогие посетители.Убедительно просим Вас Загружать имеющуюся у Вас информацию (Файлы образов дисков, Исходники, Книги и т.д.) касающуюся ПЭВМ с архитектурой PDP-11.

Меню сайта
  • Создание сайтов в Усть-каменогорске
  • Люди на сайте
    Друзья Нравится
    Google
    Форма входа
    Категории раздела
    Contrib [88]
    Статьи, взятые из разных источников.
    My atticle [2]
    Статьи,написаные лично мною
    Forex [22]
    Всё о заработке на рынке FOREX
    Поиск
    Облако тэгов
    RT-11 LSI-11 PDP-11 Последняя версия RT-11 БК ДВК бк-0010 приставка Бортника сопроцессор Кроскомпилятор Схема ANDOS БК-0011 КНГМД RADIX-50 Rtty БК0010 радиосвязь сеть УКНЦ 11/70 11/83 11/93 RSX-11
    Прогноз Forex
    Котировки от Forex4You
    Открыть реальный счет
    Статистика
    Счетчик тИЦ, PR и обратных ссылок Resurs.kz: сайты Казахстана и раскрутка сайта
    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0
    Поиск
    Главная » Статьи » Contrib

    AY-3-8910
    AY-3-8910 — микросхема трёхголосного программируемого звукогенератора (PSG, Programmable Sound Generator по терминологии производителя). Разработана компанией General Instrument, изначально предназначалась для использования с 16-разрядным процессором CP1610 той же фирмы и с 8-разрядными микроконтроллерами серии PIC1650. AY-3-8910 и её варианты широко использовались во многих игровых автоматах, игровых приставках и домашних компьютерах.


    Наиболее ранний из известных экземпляров микросхемы 8910 датирован 46 неделей 1979 года и выпущен на Тайване. Совместимые с AY-3-8910 микросхемы применяются и в настоящее время. Их производство прекращено, однако сохранился запас ранее произведённых микросхем, и они продолжают продаваться, например, для ремонта старых компьютерных систем. Существует VHDL-реализация микросхемы, для применения в FPGA-репликах игровых автоматов и других ретро-компьютерных систем. Исходный VHDL-код свободно доступен в сети Интернет, в скомпилированном виде он занимает около 10 процентов объёма Xilinx XC2S300 FPGA.

    Помимо General Instrument, микросхема производилась по лицензии компании-разработчика фирмами Microchip, Micrel (под оригинальным названием) и другими (под различными названиями). Компания Yamaha выпускала полностью программно и аппаратно совместимый аналог микросхемы с некоторыми улучшениями, под названием YM2149F (SSGSoftware-controlled Sound Generator по терминологии производителя), который также интегрировался в другие микросхемы компании. Наиболее ранний из известных экземпляров микросхемы YM2149F датирован 1986 годом.

    Считается, что AY-3-8910 имеет возможности генерации звука, аналогичные микросхеме Texas Instruments SN76489 (создана и продавалась в тот же период времени). Однако, хотя их общие характеристики похожи, эти микросхемы имеют достаточно различные возможности. Творческий подход к использованию AY-3-8910 позволяет получать гораздо более сложный звук, чем у SN76489.

    AY-3-8910 имеет следующие возможности:

    • Три программируемых генератора прямоугольных импульсов (генераторы тона)
    • Один генератор амплитудной огибающей
    • Один программируемый генератор белого шума
    • Логический микшер (смешивает выход генераторов шума и огибающей с одним или несколькими каналами тона)
    • Программируемое усиление
    • Раздельные выходы звука трёх каналов тона (могут быть смешаны как в монофонический, так и в псевдо-стереофонический сигнал)
    • Два порта ввода-вывода общего назначения

    Таким образом, микросхема воспроизводить одновременно три независимых голоса. Каждый из голосов может представлять собой простой тон (прямоугольные импульсы), псевдослучайный шум, огибающую, либо комбинацию тона, шума и огибающей.

    Огибающая предназначена для изменения амплитуды каналов во времени, позволяя задавать плавное нарастание или спад громкости выбранных каналов за определённое время. Микросхема имеет только один генератор огибающей, что ограничивает возможности его применения по прямому назначению. Однако, при использовании режимов с повторением нарастания/спада с небольшими периодами, огибающая позволяет генерировать сигнал треугольной или пилообразной формы на любом из каналов. При этом отсутствует возможность управления громкостью тона, генерируемого огибающей. При использовании в одном канале одновременно огибающей в качестве генератора тона и обычного тона (прямоугольных импульсов) возможна генерация более сложных тембров, представляющих собой треугольный или пилообразный сигнал, маскируемый прямоугольными импульсами. Использование огибающей подобным образом является главной отличительной особенностью звука, генерируемого микросхемой.

    ПО для ZX Spectrum, выпущенное до начала 1990-х годов, не использует огибающую в качестве генератора тона.

    В оригинальных моделях ZX Spectrum все три выхода звука соединялись вместе, таким образом звук был монофоническим. В русских клонах был реализован псевдостереофонический звук — два канала подключались к левому и правому выходам, а третий разделялся между ними с меньшей громкостью. Единого стандарта, какой канал является левым, правым и средним, а также на уровень громкости среднего канала, не существовало. Это создавало проблемы с проигрыванием музыки для одной схемы микширования на другой. Так как каналы имеют одинаковые возможности, программно можно переназначить их в любом порядке, что решает проблему разных схем распределения каналов, но не уровней громкости. Однако, выбор распределения каналов редко встречался в программах.

    Устройство

    AY-3-8910 представляет собой конечный автомат, состояние которого задаётся с помощью шестнадцати 8-разрядных регистров. Они программируются через 8-разрядную внешнюю шину, использующуюся как для передачи данных, так и для задания адреса регистра — режим переключается сменой уровня на специальном выводе микросхемы. Типичный цикл передачи значения: шина переключается в режим задания адреса, передаётся адрес, шина переключается в режим передачи данных, передаются данные.

    Шесть регистров R0..R5 управляют частотой звука, генерируемой тремя основными каналами, с помощью задания значения делителя входной тактовой частоты. Делитель хранится в двух 8-разрядных регистрах для каждого из каналов, однако реальная разрядность счётчика-делителя — 12 разрядов, что даёт 4096 вариантов значения частоты звука.

    Регистр R6 задаёт 5-разрядное значение периода для псевдослучайного генератора шума.

    Регистр R7 представляет собой логический микшер, содержащий по два бита для каждого канала, в зависимости от которых к каналам подмешивается сигнал генератора шума, либо генератор огибающей. Также в регистре R7 находятся два бита управления портами ввода-вывода общего назначения.

    Три регистра R8..R10 управляют громкостью трёх основных каналов (16 уровней), а также имеют бит разрешения использования огибающей.

    Три регистра R11..R13 управляют частотой (два регистра, 16-разрядное значение) и формой (один регистр, 16 вариантов) сигнала генератора ADSR-подобной огибающей. В отличии от большинства систем, 8910 использует фиксированные значения времени для фаз плато и затухания, и повторяющуюся последовательность фаз атаки и спада. Для примера, генератор может постоянно повторять цикл атаки-спада, или наоборот, начиная с максимального уровня, постепенно понижая его, без фазы атаки.

    Регистры R14 и R15 управляют состоянием входных-выходных линий портов ввода-вывода общего назначения.

    Варианты исполнения

    Оригинальный кристалл 8910 выпускался в трёх разных корпусах.

    Версия AY-3-8910 имела два параллельных восьмиразрядных порта ввода-вывода общего назначения — A и B. Выполнена в 40-выводном корпусе (DIP40).

    Версия AY-3-8912 выполнена в 28-выводном корпусе (DIP28). Сигналы порта B не подводятся ко внешним выводам. Это снизило стоимость микросхемы и её габариты, что сделало эту версию наиболее популярной.

    Версия AY-3-8913 выполнена в 24-выводном корпусе (DIP24). Сигналы портов A и B не выведены наружу. По сравнению с 8912, габариты уменьшились несущественно, а функциональность снизилась, поэтому это исполнение получило наименьшее распространение.

    Ранние микросхемы, выпущенные GI, имеют надпись Sound и варианты с и без буквы A в обозначении, тогда как микросхемы, выпущенные компанией Microchip всегда имеют обозначение с буквой A (AY-3-8910A). Все микросхемы, выпущенные компанией Yamaha, имеют обозначение с буквой F в конце.

    Совместимые микросхемы

    AY-3-8914, AY-3-8916, AY-3-8917 — предположительно первоначальный вариант микросхемы, называвшийся в документации AY-3-8910, но впоследствии выпущенный под другим индексом. Отличается другим порядком регистров и назначением некоторых выводов. Также присутствует дополнительный бит в регистрах громкости — вместо одного бита, включающего или выключающего огибающую, как в 8910, есть два бита, позволяющие выбрать один из трёх уровней громкости огибающей (полный, /2 и /4) или выключить её. Эти микросхемы являются близким аналогом, но не могут устанавливаться вместо 8910-8913. Они использовались в Mattel Intellvision (8914 и 8916) и в модуле расширения для неё (8917).

    AY8930 (EPSG, Enhanced PSG) - улучшенная версия AY-3-8910. Имеет два режима - совместимого с оригиналом и расширенный. В расширенном режиме имеет 16-разрядные делители тона (вместо 12), 8-разрядный период шума (вместо 5), управление скважностью и другие возможности.

    YM2149 и YM2149F - наиболее распространённый клон AY-3-8910, производившийся компанией Yamaha. Имеет индекс, попадающий в диапазон индексов микросхем FM-синтеза, производившихся этой компанией. Назначение выводов микросхемы соответствует оригиналу, за исключением вывода 26, который включает внутренний делитель входной частоты вдвое, если на него подан низкий уровень. Если этот вывод никуда не подключён, микросхема работает так же, как AY-3-8910. Помимо встроенного делителя входной частоты, YM2149 имеет отличие в разрядности DAC огибающей — 5 бит вместо 4 (с логарифмической шкалой). Это создаёт небольшое отличие в тембре звучания, делая его немного более резким, однако позволяющим получить бо́льшую гибкость баса.

    YMZ284 - выполнена в 16-выводном корпусе (SOIC16). Функционально и программно совместима с YM2149, однако не имеет внешних портов ввода-вывода, а регистр 15 имеет другое назначение. Отличительные особенности — малое количество выводов, упрощенный интерфейс, один общий выход звука для всех каналов. Выпускалась в двух версиях - YMZ284-D в корпусе DIP16, YMZ284-M в корпусе SOIC16.

    YM3439 - КМОП-версия YM2149. Выпущена примерно в 1988 году. Выпускалась в двух версиях, в корпусах DIP40 и QFP44. 

    WF19054 — версия AY-3-8910, выпускавшаяся Winbond.

    Творческое использование

    Хотя микросхема не имеет специальных возможностей для проигрывания оцифрованных звуков, оно может быть реализовано программно, с помощью использования ЦАП одного или нескольких каналов при запрещённой логическим микшером генерации тона и шума. Такой подход требует большего использования времени процессора, чем при использовании микросхем, специально созданных для воспроизведения цифрового звука и для воспроизведения коротких звуковых эффектов в некоторых играх.

    Используя ту же технику, но не отключая генерацию тона, возможно расширить возможности генерации различных тембров. В этом случае изменение выходного уровня ЦАП канала используется для модуляции основного тона другой частотой. Таким образом можно получить, например, три независимых амплитудных огибающих любой формы, или тембры, напоминающее звучание микросхемы SID. Для эффективной реализации этого способа требуется наличие в системе возможности прерывания работы процессора с достаточно высокой частотой — например, на компьютере Atari SТ, где эта техника использовалась наиболее активно, применялось прерывание по началу строки растра. На системах, где таких аппаратных возможностей нет, для реализации подобного эффекта потребуется почти всё время процессора. Существует демонстрационная программа Digisid, реализующая эффект на компьютере zx spectrum, который не имеет аппаратных возможностей, подобных Atari ST.

    В 2006 году два разработчика программ для компьютера MSX создали продвинутый энкодер, преобразующий wave-файлы в наиболее оптимальные данные для каналов AY, используя алгоритм поиска Viterbi. Это позволило воспроизводить wave-файл с частотой дискретизации 44100 Герц на компьютере MSX двадцатитрёхлетней давности, с соотношением сигнал-шум выше чем у 8-разрядного ЦАП. Алгоритм поиска Viterbi очень ресурсоёмок, он не мог применяться в 80-х годах, так как в то время не существовало достаточно мощных компьютеров для выполнения такого преобразования.

    Некоторые люди, в особенности пользователи компьютера ZX Spectrum, используют микросхему AY для создания музыки, в том числе и для концертных выступлений (см. раздел ссылок).

    Категория: Contrib | Добавил: un7jks (06.02.2012)
    Просмотров: 509 | Рейтинг: 0.0/0 |

    Хостинг от uCoz