KR930004231B1 - 전자악기용 채널 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자악기용 채널 제어장치

제1도는 종래 시분할 처리장치의 구성도.

제2도는 제1도를 응요한 전자악기용 음원장치의 구성도.

제3도는 종래의 채널 제어장치의 회로도.

제4도는 제3도의 타이밍도.

제5도는 본 발명의 채널 제어장치의 회로도.

제6도는 본 발명 가중치 계산기의 구성도.

제7도는 본 발명 우선 순위 판별기의 회로도.

제8도는 본 발명 비교선택기의 구성도.

제9도는 본 발명에 따른 타이밍도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가중치 계산기부 2 : 우선순위 판별기

3, 6 : 래치 4 : 타이밍 제어기

5 : M분주기 및 계수기 7-10 : R/S플립플롭

11-14 : 앤드게이트 15 : 오아게이트

16-20 : 비교선택기 21 : 요청기억부

22 : 비교선택기 이진트리부 23 : 비교기

24, 25 : 멀티플렉서

본 발명은 전자악기용 음원 장치에서 다수의 채널을 시분할적으로 처리할 수 있는 전자악기용 채널 제어장치에 관한 것으로 특히 여러 채널의 서비스 요청이 동시에 자주 일어나는 경우 채널의 우선순위를 가변시켜 처리하므로 각 채널의 서비스 요청이 지연되는 것을 균등하게 처리해주기에 적당하도록 한 것이다.

종래의 시분할(Time Sharing)처리장치는 제1도와 같이 N개의 채널요구소스(31)가 채널제어장치(32)에 접속되어 입력되는 채널요구소스에 따라 채널제어장치(32)에서 공용(共用)장치(33)를 제어하도록 구성되어 있다.

제2도는 이러한 시분할 처리장치를 전자악기용 음원장치에 응용한 예를 나타낸 것으로 이때의 건반(34)과 건반 인터페이스(35)는 제1도의 채널요구소스(31)에 해당되는 것이고 음발생회로(36)는 제1도의 공용장치(33)에 해당되는 것으로 그 사이에서 채널제어장치(32)가 각각의 눌려진 건반마다 시분할적으로 음발생회로(36)를 할당시키도록 구성되어 있다. 제3도는 종래의 채널제어장치를 나타낸 것으로 장치사용 요청신호가 입력되는 요청기억부(37)와, 이 요청기억부(37)의 출력측에 접속되어 입력된 데이타를 바탕으로 가장 우선 순위가 높은 채널을 선택하여 그 채널을 이진수로 출력하는 우선순위 엔코더(Priority Encoder)(38)와, 이 우선 순위 엔코더(38)의 출력을 받아 채널 어드레스로 출력을 내보내는 래치(39)와, 상기 우선 순위 엔코더(38)와 래치(39)의 출력을 받아 요청기억부(37)와 래치(39)에 제어신호를 출력시키는 제어기(40)를 포함하여서 구성된다.

이하에서 제3도와 같은 채널제어장치의 동작을 제4도의 타이밍도를 따라 설명하면 다음과 같다.

먼저 요청기억부(37)는 R/S플립플롭과 같은 것으로 구성되어 N개의 채널요청신호(SR₀-SR_N-1)가 셋입력단자(S₀-S_N-1)에 입력되면 이를 기억한다. 이때, 제어기(40)는 채널의 요청을 받아들여 해당 채널 어드레스가 래치(39)로 부터 출력되면 제어신호(RES₀-RES_N-1)를 발생시켜 요청기억부(37)의 리셋 입력단자(R₀-R_N-1)에 보낸다.

그러면 요청기억부(37)에서는 요청된 결과에 따라 출력(Q₀-Q_N-1)을 우선 순위 엔코더(38)에 입력시키고 이 우선 순위 엔코더(38)는 입력된 데이타를 바탕으로 가장 우선 순위가 높은 채널을 선택하여 그 채널을 이진수로 출력하며 래치(39)에서는 이러한 이진수를 입력받아 제어기(40)로부터 래치이네이블 제어신호(LCK)가 입력될때, 입력되는 데이타를 출력하여 채널 어드레스를 내보낸다.

또한, 제어기(40)는 우선 순위 엔코더(38)로 부터 입력되는 신호(E)와 래치(39)로부터 입력되는 채널 어드레스를 기본으로하여 제어신호(RES₀-RES_N-1)(LCK)를 출력시키는데 이때 우선 순위 엔코더(38)로 부터 입력되는 신호(E)는 우선순위 엔코더(38)의 입력(D₀-D_N-1)이 모두 "0"일때 로우상태가 되고 입력(D₀-D_N-1)중 하나라도 "1"일때 하이상태가 된다.

제4도는 채널요청신호(SR₀-SR_N-1)가 2개인 경우(예를들어, SR₀-SR₁)로 만일 시간 "A"인 순간에 두개의 건반이 눌려져 채널요청신호(SR₀), (SR₁) 가 액티브되면 요청기억부(37)로 부터의 출력(Q₀)(Q₁)이 모두 하이상태("1"상태)가 된다.

또한, 우선 순위 엔코더(38)는 만일 우선 순위가 입력(D₀)이 가장 높고 입력(D_N-1)이 가장 낮다고 할때에 출력값을 모두 "0"으로 출력함과 동시에 출력(E)이 하이상태가 된다.

따라서, 제어기(40)에서는 하이상태가 입력됨에 따른 제어신호(LCK)를 래치(39)로 내보내어 래치(39)로 하여금 채널 어드레스의 값이 "0"이 되도록 하며 또한 제어신호(RES₀)를 액티브시켜 해당 요청기억을 지운다. 이때 한 채널당 할당되는 처리기간(제1도에서 한 채널이 공용장치(33)를 점유하고 있는 시간)이 M주기라고 하면 제어기(40)로 부터 최초의 제어신호(LCK)가 나온후 M주기후에 두번째의 제어신호(LCK)가 나와서 래치(39)로 하여금 새로운 데이타를 채널 어드레스로서 출력되게 한다.

이 경우 제어신호(RES₀)가 액티브될때에 채널요청신호(SR₀)의 액티브에 따른 기억이 해제되었기 때문에 요청기억부(37)의 출력(Q₀)(Q₁)이 각각 "0"과 "1"이 되므로 채널 어드레스는 "1"이 된다.

한편, 시간 "B"에서 시간 "A"에서와 같은 요청신호가 입력되면 상기와 동일한 처리동작을 되풀이하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서는 각 채널마다 우선 순위가 정해져 있고 이러한 우선 순위를 변화시킬 수 없기 때문에 예를들어 여러 채널이 동시에 요청신호를 내는 경우가 자주 있을때 우선 순위가 낮은 채널은 사용을 요청한 시간과 실제로 처리를 받는 시간의 차이가 많게 되어 결국 전자악기의 어떤 건반은 계속해서 처리가 늦어져 음발생까지의 시간이 길어지게 되는 결점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 결점을 해결하기 위한 것으로 다수의 건반이 동시에 자주 눌려지는 경우 각 건반에 해당하는 채널의 처리지연 시간을 각 채널마다 고르게 분포시키므로써 특정채널이 계속해서 지연되어 음발생이 늦어지는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 N개의 채널요청신호를 입력받아 각 채널의 요청이 지연처리되는 시간을 계산하기 위한 가중치 계산기부와, 상기 가중치 계산부로 부터의 계산된 가중치 출력값을 입력받음과 아울러 채널 요청 신호를 입력받아 가장 우선 순위가 높은 것으로 판단된 채널을 선택하여 출력시키는 우선 순위 판별기와, 상기 우선 순위 판별기로부터의 출력신호를 받음과 아울러 타이밍 제어부로 부터의 제어신호를 받아 채널 어드레스로서 출력시키는 래치와, 상기 우선 순위 판별기의 출력과 상기 래치로부터의 채널 어드레스를 받아 우선 순위 판별기와 가중치 계산기부에 필요한 타이밍 제어신호를 공급하는 타이밍 제어기를 구비하여서 이루어짐을 특징으로 한다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상술하면 다음과 같다.

제5도는 본 발명에 따른 채널제어장치를 나타낸 것으로 각각 N개의 채널요청신호(SR₀-SR_N-1)를 입력받아 각 채널의 요청이 지연처리되는 시간을 계산하기 위한 가중치 계산기부(1)와, 상기 가중치 계산기부(1)로 부터의 계산된 가중치 출려값을 입력받음과 아울러 상기 채널요청신호(SR₀-SR_N-1)를 입력받아 가장 우선 순위가 높은 것으로 판단된 채널, 즉 요청된 채널중에 가장 가중치가 높은 채널을 선택하여 출력시키는 우선 순위 판별기(2)와, 상기 우선 순위 판별기(2)로 부터 입력되는 신호를 받음과 아울러 타이밍 제어기(4)로 부터의 제어신호(LCK)를 받아 채널 어드레스로서 출력하는 래치(3)와, 상기 우선 순위 판별기(2)의 출력(E)과 상기 래치(3)으로부터의 채널 어드레스를 받아 우선 순위 판별기(2)와 가중치 계산기부(1)에 제어신호(RES₀-RES_N-1), (LE₀-LE_N-1)를 공급하는 타이밍 제어기(4)를 구비하여서 구성된다.

제6도는 상기 가중치 계산기부(1)이 상세 구성도를 나타낸 것으로 채널요청 신호(SRi(단, i는 0-N-이다))가 클리어(CLEAR)단자에 입력되고 메인클럭(MCLK)이 클럭(CLK)단자에 입력될때 이 메인클럭을 M분주하여 계수하는 M분주기 및 계수기(5)와, 상기 M분주기 및 계수기(5)로부터의 계수된 출력을 입력으로 하고 리셋(RESET)시 출력(Wi)이 "0"이 되게 하며 신호(LEi)에 따라 들어오는 입력을 래치시켜 출력(Wi)을 내보내는 래치(6)로 구성된다.

제7도는 상기 우선 순위 판별기(2)의 상세 구성도를 나타낸 것으로 N개의 블록으로 구성된 요청기억부(21)와 비교선택기 이진트리부(22)로 구성된다. 또한, 상기 요청기억부(21)는 각각의 R/S플립플롭(7-10)과 앤드게이트(11-14)로 이루어져 상기 R/S플립플롭(7-10)의 셋(S)단자에는 채널요청신호(SR₀-SR_N-1)가 입력되고 리셋(R)단자에는 타이밍 제어기(4)로부터의 제어신호(RES₀-RES_N-1)가 입력됨과 아울러 상기 앤드게이트(11-14)의 일측 입력단자에는 가중치 계산기부(1)로 부터의 출력(W₀-W_N-1)이 입력되고 타측 입력단자에는 R/S플립플롭(7-10)의 출력(Q)이 입력되도록 구성된다.

그리고 비교선택기 이진트리부(22)(다수의 비교선택기(예를들어 16-20의 경우)를 가짐)는 상기 요청기억부(21)의 앤드게이트(11-14)의 출력을 받음과 아울러 단자(D_A)(D_B)에 "0", "1"부터 "N-2", "N-1"까지의 상태가 인가되는데 이는 N개의 채널요청신호가 2의 멱수(N=2ⁿ, n은 양의 정수)로 표현될 때의 경우로 최종단의 비교선택기(20)의 출력(D₀)만을 이용하며 이것을 출력(SQ)으로 내보내는데 이러한 비교선택기의 수는 모두 N-1개가 소요된다. 한편, 요청기억부(21)의 R/S플립플롭(7-10)의 출력(Q₀-Q_N-1)이 오아게이트(15)를 통해 출력(E)으로 타이밍 제어기(4)로 내보내진다.

제8도는 비교선택기 이진트리부(22)중 하나의 비교선택기를 예를들어 상세히 나타낸 것으로 비교기(23)는 상기 요청기억부(21)로부터의 입력(W_A)(W_B)중에서 입력(W_A)과 같거나 큰 경우에 출력을 "1"로 하여 멀티플렉서(24)(25)의 선택 입력(S)에 공급한다.

그리고 이 멀티플렉서(24)는 요청기억부(21)로 부터의 입력(W_A)(W_B)중에서 선택입력(S)이 "1"일때는 입력(W_A)을, 선택입력(S)이 "0"일때는 입력(W_B)을 각각 받아 출력(W₀)으로 내보낸다.

그리고, 멀티플렉서(25)는 입력(D_A)(D_B)중에서 선택입력(S)이 "1"일때는 입력(D_A)을 선택 입력(S)이 "0"일때는 입력(D_B)을 각각 받아 출력(D₀)으로 내보낸다.

제9도는 본 발명에 따른 채널제어장치의 전체 타이밍도를 나타낸 것이다. 이하에서 본 발명의 동작관계를 상술하면 다음과 같다.

먼저 채널요청신호(SR₀-SR_N-1)는 N개의 가중치 계산기로 구성되는 가중치 계산기부(1)에 입력되어 각각의 가중치 계산기가 갖고 있는 가중치를 클리어 시키게 된다.

이를 제6도의 상세도를 참고로 하여 설명하면, 하나의 가중치 계산기는 기본적으로 입력되는 메인클럭(MCLK)을 M분주한 것을 계수하는 M분주기 및 계수기(5)와, 계수된 출력을 래치이네이블 신호(LE)에 의하여 래치시켜 출력(Wi)으로 내보내는 래치(6)로 구성되므로 만일 M분주기 및 계수기(5)의 클리어단자에 연결되는 채널요청신호(SRi)가 액티브되면 계수값을 "0"으로 하고 그후 입력되는 메인클럭을 M분주하여 계수한 것을 타이밍 제어기(4)로 부터 입력된 신호(LE)에 의해 출력(Wi)으로 내보낸다.

즉, 어떤 채널이 선택되어 공용장치를 사용하는 기간이 M주기라고 하면 채널요청신호(SR₀-SR_N-1)가 발생하여 M주기이내에 채널요청이 받아들여져서 타이밍 제어기(4)로부터 제어신호(LE)가 발생하면 출력(Wi)은 "0"이 된다. 만일 M주기를 지나서 그 이상의 시간이 경과된 후 채널 요청이 받아들여지면 그때까지 계수한 값을 출력(Wi)으로 내보내 결국 해당 채널이 처리된 지연된 시간정도를 출력(Wi)으로 나타낸다.

한편, 우선 순위 판별기(2)는 제7도와 같이 요청기억부(21)와 비교선택기 이진트리부(22)로 구성되어 가중치 계산기부(1)로 부터의 출력(Wi)이 앤드게이트(11-14)의 일측 입력단자에 입력된 상태에서 타측 입력 단자에 입력된 신호가 1일때만 출력이 나오므로 예를들어 R/S플립플롭(7)의 셋(S)단자에 입력되는 채널요청신호(SR₀)가 액티브되면 R/S플립플롭(7)의 출력(Q)이 "1"이 되어 앤드게이트(11)에 입력된 가중치 계산기부(1)로부터의 출력(W₀)이 비교선택기 이진트리부(22)로 출력된다.

그리고, R/S플립플롭(7)의 리셋(R)단자에는 타이밍 제어기(4)로 부터의 제어신호(RES₀)가 연결되어 만일 해당 채널이 서비스될때 제어신호(RES₀)를 발생시키므로 R/S플립플롭(7)의 출력(Q)을 "0"으로 만들어 가중치 계산기의 출력결과가 비교선택기 이진트리부(22)에 "0"으로 입력되게 한다.

또한, 이러한 비교선택기 이진트리부(22)는 N-1개(N은 채널수로서 2의 멱수로 표현될 경우)의 비교 선택기로 구성되는데 제8도와 같이 비교기(23)는 요청기억부(21)로 부터의 입력(W_A)(W_B)중에서 입력(W_A)이 입력(W_B)보다 크거나 같은 경우에 출력을 "1"로 하며 이때, 멀티플렉서(24)는 선택입력(S)이 "1"인 상태에서 입력(W_A)을 받아 출력(W₀)으로 내보내고 멀티플렉서(25)는 입력(D_A)을 받아 출력(D₀)으로 내보낸다.

그외의 경우엔 각각 입력(W₀)(D_B)을 받아 출력(W₀)(D₀)으로 내보낸다. 이와같은 기능을 갖는 비교선택기를 제7도와 같이 이진트리구조로 구성하면 초단의 비교선택기들은 입력(D_A)(D_B)에 각각 해당하는 채널의 채널값을 입력시키므로 비교선택기 이진트리부(22)의 출력(D₀)은 가중치 계산기부(1)의 출력값들 중에서 가장 큰 출력값을 갖는 채널의 채널값을 선택하여 내보내게 된다.

한편, 우선 순위판별기(2)의 출력(E)은 오아게이트(15)를 이용하여 채널 요청신호(SR₀-SR_N-1)가 액티브되어 요청기억부(21)의 출력(Q₀-Q_N-1)중에 하나라도 1이 되면 이렇게 1이 되는 신호로 타이밍 제어기(4)를 제어하도록 내보내진다.

또한, 타이밍 제어기(4)는 우선 순위 판별기(2)의 출력(E)과 가중치 계산기(1)로 부터의 메인클럭 그리고 래치(3)의 출력인 채널 어드레스를 입력으로 하여 제어신호(LCK)(RES₀-RES_N-1)(LE₀-LE_N-1)를 내보내며 래치(3)는 타이밍 제어기(4)의 제어신호(LCK)를 래치이네이블 단자(LE)에 연결하여 제어신호(LCK)의 상승시점에서 우선 순위 판별기(2)의 출력(SQ)을 채널 어드레스로서 출력한다.

이와같은 동작을 채널요청신호(SR₀)(SR₁)만이 동시에 액티브되는 경우를 제9도의 타이밍도를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

초기에 리셋신호가 액티브된 후에 시간 "C"에서 채널요청신호(SR₀)(SR₁)가 동시에 액티브되면 가중치 계산기부(1)의 해당블럭의 M주기 및 계수기(5)를 클리어시킴과 동시에 우선순위판별기(2)내부의 요청기억부(21)에 있는 해당 R/S플립플롭(7)을 셋시킨다.

이때, 초기에 리셋 신호가 액티브된 후에는 요청기억부(21)로 부터의 입력(W₀)(W₁)이 "0"이 되므로 비교선택기에는 채널 0과 채널 1의 가중치가 모두 "0"으로 입력된다.

여기서, 비교 선택기에서는 가중치의 크기와 같은 경우엔 입력(W_A)(W_B)을 선택하게 되어 있으므로 우선 순위 판별기(2)에서는 "0"을 출력하고, 타이밍 제어기(4)에서는 가장 우선 순위 판별기(2)의 출력(E)이 액티브됨에 따라 제어신호(LCK)를 출력하여 래치(3)로 하여금 채널 어드레스 "0"을 출력하게 한다.

다음에 채널요청신호(SR₀)가 액티브됨에 따라 채널 0을 서비스하고 있으므로 채널요청신호(SR₀)에 따른 채널 요청 기억을 해제하기 위해 현재의 처리되는 채널 어드레스를 바탕으로 제어신호(RES₀)를 액티브시켜 채널 0의 가중치 W₀을 0으로 한다.

한편, M주기후에 타이밍제어기(4)는 다시 제어신호(LCK)를 액티브시켜서 시간 "C"에서 처리하지 못한 채널요청신호(SR₁)를 상기 채널요청신호(SR₀)의 경우와 같은 절차로서 처리한다.

이 경우 제어신호(RES₁)가 액티브되면(시간 "D")요청기억부(21)내부의 셋되어 있는 R/S플립플롭이 하나도 없으므로 우선 순위 판별기(2)의 출력(E)은 "0"이 되고 타이밍 제어기(4)는 더이상의 제어신호(LCK)를 출력시키지 않으며 신호(LE₁)가 발생함에 따라 채널 1의 가중치 W₁은 1이 된다.

그리고, 시간 "E"에서 다시 채널요청신호(SR₀와 SR₁)가 발생하면 두 채널의 가중치 중에서 채널 1의 가중치가 W₁로서 더크므로 채널 어드레스는 "1"이 되어 채널 요청 신호(SR₁)를 먼저 처리한 후 M주기 후에 채널요청신호(SR₀)를 처리하여 채널 어드레스가 "0"이 되게하므로 각 채널이 요청된 후 실제로 그 채널을 처리하는데 까지의 시간을 평균적으로 균등하게 처리해 줄 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 다수의 건반이 동시에 자주 눌려지는 경우 각 건반에 해당하는 채널의 처리 지연 시간을 각 채널마다 고르게 균등히 분포시키므로써 특정 채널이 계속해서 지연되어 음 발생이 늦어지는 문제를 해결할 수 있음을 물론 회로 구성이 단순하여 집적화 하기가 쉬운 장점이 있다.

Claims (5)

1. N개의 채널 요청 신호를 입력받아 각 채널의 요청이 지연처리되는 시간을 계산하기 위한 가중치 계산기부와, 상기 가중치 계산기부로 부터의 계산된 가중치 출력값을 입력받음과 아울러 상기 채널 요청 신호를 입력받아 우선 순위가 가장 높은 것으로 판단된 채널을 선택하여 출력시키는 우선 순위 판별기와, 상기 우선 순위 판별기로부터의 출력신호를 받음과 아울러 타이밍 제어부로 부터의 제어신호를 받아 이 제어신호의 상승 시점에서 상기 우선순위 판별기이 출력을 채널 어드레스로서 출력하는 래치와, 상기 우선 순위 판별기의 출력과 상기 래치로부터의 채널 어드레스를 받아 우선 순위 판별기와 가중치 계산기부에 필요한 타이밍 제어신호를 공급하는 타이밍 제어기를 구비하여서 이루어짐을 특징으로 하는 전자악기용 채널제어장치.
2. 제1항에 있어서, 가중치 계산기부는 입력되는 채널 요청 신호와 메인클럭을 M분주하여 계수하는 M분주기 및 계수기와, 상기 M분주기 및 계수기의 출력을 받고 리셋시 출력이 "0"이 되게하며 입력신호를 래치시켜 출력시키는 래치를 구비하여서 이루어짐을 특징으로 하는 전자악기용 채널 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 우선 순위 판별기는 상기 가중치 계산기부의 출력과 채널 요청 신호의 출력이 액티브 될때 하이레벨을 출력시키는 요청기억부와, 상기 요청기억부의 출력을 받아 상기 가중치 계산기부의 출력값들 중에서 가장 큰 출력값을 갖는 채널의 채널값을 선택하여 출력하는 비교선택기 이진트리부와, 채널요청신호가 액티브되어 상기 요청기억부의 플립플롭으로부터 출력되는 신호가 하나라도 하이레벨이 될때 하이레벨을 출력시켜 상기 타이밍 제어기를 동작시키는 오아게이트를 구비하여서 이루어짐을 특징으로 하는 전자악기용 채널 제어장치.
4. 제3항에 있어서, 요청기억부는 채널요청을 기억하는 플립플롭과 채널 요청이 기억되어 있을때만 기억한 계수값을 출력시키는 앤드게이트를 구비하여서 이루어짐을 특징으로 하는 전자악기용 채널 제어장치.
5. 제3항에 있어서, 비교선택기 이진트리부는 상기 요청 기억부의 계수값을 비교하여 크거나 같은쪽의 채널값을 출력시키는 비교기와, 멀티플렉서를 구비하여서 이루어짐을 특징으로 하는 전자악기용 채널제어장치.