MOS SID: differenze tra le versioni

Il MOS Technology SID (Sound Interface Device) 6581/8580 era il chip sonoro dei computer della Commodore: CBM-II, Commodore 64 e Commodore 128. Era uno dei primi chip sonori del suo genere ad essere incluso nei computer, prima dell'epoca della rivoluzione del suono digitale.

Assieme al VIC-II, il SID fu responsabile del successo (e della sua particolare personalità) del C64.

Il SID ha il brevetto americano numero (EN) US4,677,890, United States Patent and Trademark Office, Stati Uniti d'America., archiviato nel 27 febbraio del 1983 e approvato nel 7 luglio 1987. Il brevetto è scaduto il 7 luglio 2004.

Il SID fu sviluppato dall'ingegnere Robert "Bob" Yannes, che in futuro avrebbe fondato la compagnia di sintetizzatori digitali Ensoniq. Yannes era a capo di un team che comprendeva, oltre a lui, due tecnici e un operatore CAD che usava Applicon (ora parte della UGS Corp.). Il team disegnò e completò il chip in cinque mesi nella seconda metà del 1981. Yannes fu ispirato dal lavoro precedente nell'industria dei sintetizzatori più che dai chip sonori dei computer di allora, di cui non era per niente soddisfatto. Lo scopo di Yannes era produrre un chip di alta qualità, come un vero strumento musicale, dotato di caratteristiche precedentemente assenti nei chip sonori come il generatore di inviluppo ADSR.

Durante la progettazione del chip, grande peso fu dato ad un controllo di frequenza ad alta precisione, il SID era inizialmente progettato per avere 32 voci indipendenti, che condividevano un unico oscillatore. Tuttavia queste caratteristiche non furono completate in tempo, e la maschera di silicio per un oscillatore fu semplicemente replicata tre volte lungo la superficie del chip, creando tre voci ognuna con il proprio oscillatore. Un'altra caratteristica non incorporata nella versione finale fu una Look-Up Table di frequenze delle note musicali più comuni, scartata a causa delle limitazioni di spazio. Il supporto per un pin di ingresso audio fu un'aggiunta che Yannes fece senza chiedere, anche se questo non avesse un uso pratico immediato in un computer rese possibile usare il chip come un semplice processore di effetti. Le maschere furono prodotte con tecnologia da 7 micron allo scopo di raggiungere una buona resa di produzione: la tecnologia migliore allora disponibile era da 6 micron.

Il chip, come anche il primo prodotto ad utilizzarlo, il Commodore 64 fu finito in tempo per il Consumer Electronics Show nel primo weekend di gennaio 1982. Sebbene Yannes fosse in parte non soddisfatto del risultato, il suo collega Charles Winterble disse: "Questa cosa è già dieci volte migliore di quello che c'è in giro e 20 volte meglio di quanto debba essere".

Le specifiche del chip non furono usate come linea guida del progetto. Piuttosto, esse vennero scritte mentre il lavoro di sviluppo proseguiva, e non tutte le caratteristiche decise vennero inserite nel design finale. Yannes sostiene che solo i tre quarti delle funzioni previste furono parte del prodotto finito. Per questa ragione, il primo modello (6581) non obbediva completamente ad alcune specifiche. La revisione successiva (8580) fu rivista per rispettare le specifiche. Per esempio, il 8580 può fare un AND logico tra due forme d'onda arbitrarie, mentre il 6581 può farlo solo tra un'onda triangolare ed una quadra. Un'altra feature che differisce tanto è l'implementazione del filtraggio digitale: il 6581 è largamente fuori specifica. Maggiori dettagli sono presenti nella sezione Dati tecnici.

• tre canali audio indipendenti e programmabili, con un suono ad 8 ottave e un limite da 16 a 4000 Hz;
• quattro diverse onde per gli oscillatori audio (dente di sega, triangolare, quadra, rumore pseudocasuale)
• tre filtri sonori (passa basso, passa alto e passa banda)
• sincronizzazione degli oscillatori
• due convertitori a 8 bit dall'analogico al digitale (utilizzato per i controller da gioco)
• input audio esterno

Il SID è un circuito integrato comprendente sia componenti digitali (sugli ingressi di controllo) sia componenti analogici (per lo più sulle uscite). Il SID è in grado di sintetizzare tre voci separate, utilizzando per ciascuna voce un'onda quadra (con duty cycle variabile), triangolare, a dente di sega, un rumore pseudo-casuale (non bianco) o alcune forme d'onda più complesse combinandone di più elementari. È possibile applicare un inviluppo alla voce affinché le note si attenuino nel tempo, modulare tra loro due voci moltiplicando tra loro le uscite con una tecnica detta modulazione ad anello (in realtà nel chip 6581 questa caratteristica funziona solo per alcune forme d'onda), e introdurre dei filtri analogici la cui frequenza di taglio si può scegliere a piacere. Il tipico suono del SID è dovuto alla combinazione di queste caratteristiche.

I filtri sono ottenuti tramite dei condensatori esterni al chip, con i quali il chip realizza dei filtri controllati digitalmente a frequenza di taglio e risonanza programmabile. È anche possibile utilizzare una porta audio esterna, il cui segnale passerà attraverso il filtro.

A causa di un difetto nel chip originale, ogni cambiamento di volume su un canale causa l'emissione di un breve 'pop' che qualche programmatore trovò utile per produrre un suono percussivo o per sintetizzare la voce umana. Questo baco venne usato spesso per introdurre percussioni, parlato, o brevi suoni digitalizzati (con una risoluzione di 4 bit). Questo difetto è stato corretto nel chip 8580, utilizzato sul Commodore 64C e sul Commodore 128, eliminando la possibilità di suonare campioni digitali su questi computer, ma di contro rendendo il volume del chip abbastanza basso; è tuttavia possibile effettuare una modifica hardware o usare un piccolo trucco software (che usa la Pulse generation) in modo da riportare il livello di volume a quello del 6581.

Altre differenze tra 6581 e 8580 sono la diversa tensione di ingresso (12V per il 6581, 9V per l'8580), grazie alla quale il chip 8580 dissipa meno calore e dura più tempo. Inoltre, i circuiti digitali sono meglio separati da quelli analogici e questo migliora la qualità del suono dell'8580. Infine, l'8580 corregge i difetti precedentemente menzionati nel circuito di modulazione, e rende l'implementazione filtro più aderente a quanto affermato nelle specifiche.

Nonostante queste migliorie, molti musicisti preferivano il chip 6581 a quello corretto e migliorato. Il filtro del 6581 infatti produce un suono fortemente distorto, adatto a simulare strumenti come la chitarra elettrica; l'uscita del filtro passa-alto infatti è mixata con ampiezza dimezzata (attenuata di 3 dB) rendendo il suono complessivo più ricco di bassi. In generale, il chip comprende altre nonlinearità nei generatori di forma d'onda che rendono il suono meno spigoloso, offrendo ulteriori possibilità al musicista.

Il chip 6581 R1 non fu mai venduto nel mercato. Le revisioni del chip furono:

• 6581 R2 - detto anche come "MOS" "6581"
• 6581 R3 - "6581 R3" o "6581 CBM"
• 6581 R4 AR - "6581 R4 AR"
• 6582 A - prodotto nel 1992
• 8580 R5

Tra i più noti compositori di musica per videogiochi ricordiamo Martin Galway, noto per molti giochi, come Wizball. Rob Hubbard ha prodotto svariate musiche, tra cui quelle per ACE 2, Delta, International Karate, IK+, Monty on the Run, ecc.. Altri musicisti ben noti erano Jeroen Tel (Cybernoid e Myth), Chris Hülsbeck, David Whittaker.

Il Commodore 64 aveva un protocollo di trasferimento dati dalle cassette e dai dischi molto lento, che impiegava diversi minuti per caricare 64K nella memoria. Di conseguenza, durante il caricamento molti giochi erano soliti produrre musica di sottofondo attraverso un programma, detto "loader".

• Nel 1997 fu rilasciato uno strumento musicale elettrico che utilizzava il chip SID. Era chiamato SidStation e fu prodotto dall'azienda svedese Elektron. Nel 2004, la Elektron rilasciò il sequenziatore musicale Monomachine con tastiera opzionale. Il Monomachine aveva diversi sintentizzatori, compreso un oscillatore basato sul 6581, che veniva emulato con un chip DSP.
• Negli anni '90 fu venduta una scheda sonora per PC, detta HardSID. La scheda utilizzava da 1 a 4 chip SID.
• Nel giugno del 1998 fu rilasciato un emulatore SID: reSID. L'emulatore, interamente software, è disponibile sotto forma di codice sorgente C++ e rilasciato con licenza GPL dall'autore, Dag Lem.
• Il MIDIbox SID è un sintentizzatore MIDI che poteva contenere fino a 4 chip SID. Il controllo del sintetizzatore era eseguito via software o via panello di controllo.
• Il progetto PhoenixSID 65X81 (2006) ha come scopo il tentativo di creare un chip SID utilizzando hardware moderno utilizzando chip FPGA, progetti originari e confronti con i veri chip SID.

Un file con estensione .SID è un file sonoro che contiene non solo le tracce sonore, ma anche codice macchina per il 6502 necessario ad eseguire la musica sul SID. La collezione The High Voltage SID Collection contiene più di 30 mila musiche. I file SID hanno il tipo MIME: audio/prs.sid

• Appendice O, "6581 Sound Interface Device (SID) Chip Specifications", tratto da Commodore 64 Programmer's Reference Guide.
• Bagnall, Brian. On The Edge: The Spectacular Rise and Fall of Commodore, pp.231–238. ISBN 0-9738649-0-7.

• MOS Technology VIC — il chip grafico e sonoro del VIC-20
• Atari POKEY
• Commodore Amiga Paula
• Chiptune
• Sound chip
• The High Voltage SID Collection
• Tarmvred

• pagina d'informazioni
• Sito sul SID
• Documento sul brevetto SID
• Il portale c64org
• SLAY Radio – esegue esclusivamente musica SID del C64
• collezione The High Voltage SID
• collezione Compute's Gazette
• remix.kwed.org – collezione di centinaia di remix e riarrangiamenti di musiche originariamente scritte per il SID
• C64 Music – musica del Commodore 64 e storie relative
• Skytopia : Greatest C64 game music - Recensioni e classifiche
• MIDIbox SID
• Elektron Sidstation
• Machinae Supremacy - The Origin of SiD Metal
• PRESS PLAY ON TAPE banda musicale che rivisita vecchi brani dei giochi del C64
• sidplay2
• sidplay, su geocities.com (archiviato dall'url originale il 1º gennaio 2008).
• jsidplay Java based SID Player (with HVSC on-line)
• ACID64 Music Player
• Prophet 64 "The future of SID music"
• The-Commodore-Zone (Music Zone) - Online SID music database
• [1] unknown64 a VSTi Commodore64/SID Chip emulator
• SID musician Laromlab
• Template:Dmoz