Общий прибор AY-3-8910 - General Instrument AY-3-8910

Микросхема AY-3-8910 DIP 40
AY-3-8910 умереть

В AY-3-8910 это 3 голоса программируемый звуковой генератор (ПСЖ) разработан Общий инструмент в 1978 году, первоначально для использования с их 16-битными CP1610 или один из 8-битных микрокомпьютеров серии PIC1650. AY-3-8910 и его варианты использовались во многих аркадные игры —Конами Гирусс содержит пять[1]-и пинбол машины, а также звуковой чип в Intellivision и Vectrex видео Игровые приставки, а Амстрад КТК, Орик-1, Цвет Genie, Elektor TV Games Компьютер, MSX, и позже ZX Spectrum домашние компьютеры. Он также использовался в Mockingboard и звуковые карты Cricket для Яблоко II и речевой / звуковой картридж[2] для Цветной компьютер TRS-80.

После Общий инструмент спин-офф Технология микрочипов в 1987 году микросхема в течение нескольких лет продавалась под брендом Microchip. Он также был произведен по лицензии компанией Ямаха (с возможностью выбора делитель часов и таблицу огибающих с двойным разрешением и двойной скоростью) в качестве YM2149F; то Atari ST использует эту версию. Он дает очень похожие результаты на Техасские инструменты SN76489 и был на рынке в течение аналогичного периода.

Чипы больше не производятся, но функционально идентичные клоны все еще находятся в активном производстве. Неофициальный VHDL описание свободно доступно для использования с ПЛИС.

Описание

AY-3-8910 был по сути Государственный аппарат, при этом государство создается серией из шестнадцати 8 бит регистры. Они были запрограммированы через 8-битную шину, которая использовалась как для адресации, так и для передачи данных путем переключения одного из внешних контактов. Например, типичный цикл настройки переводит шину в «адресный режим» для выбора регистра, а затем переключается в «режим данных» для установки содержимого этого регистра. Эта шина изначально была реализована на собственных процессорах GI, но ее пришлось воссоздать в клей логика или с помощью дополнительного интерфейсного адаптера, такого как Технология MOS 6522 когда чип использовался с гораздо более распространенными Технология MOS 6502 или же Зилог Z80 ЦП.

Шесть регистров управляли высотой звука в трех основных каналах. Длина волны для генерации хранилась в двух восьмибитных регистрах, выделенных для каждого канала, но значение было ограничено 12-битными по другим причинам, всего 4095 (значение регистра используется как делитель частоты, а 0 рассматривается как 1) разные высоты. Другой регистр управлял периодом генератора псевдослучайного шума (всего 31 разное время цикла), а другой управлял смешением этого шума в трех основных каналах.

Три дополнительных регистра управляют громкостью каналов, а также включают или выключают дополнительные элементы управления огибающей на них. Наконец, последние три регистра контролировали время конверт контроллер, задав тип конверта и время цикла конверта. Всего существует восемь типов конвертов, включая пилообразную или треугольную форму, начиная с максимума или минимума. Форма также может быть настроена на повторение для эффекта цикличности. Всего можно установить 65535 различных времен цикла. Поскольку для всех трех каналов использовалась только одна огибающая, многие программисты проигнорировали ее и запрограммировали свои собственные контроллеры огибающей программно (напрямую управляя громкостью). Хорошо известный трюк состоял в том, чтобы запустить аппаратную огибающую при времени цикла выше 20 Гц для получения пилообразных или импульсных звуков, подобных басовым звукам.

Хотя имеется только 16 регистров, четыре старших бита 8-битной шины должны быть установлены на заводское значение по умолчанию «0000» при выборе регистра. Неправильная установка битов MSB заставляет микросхему игнорировать изменение регистра. General Instruments принимала заказы на индивидуальные биты MSB (на заводе установлено значение, отличное от «0000»). Микросхемы, изготовленные с настраиваемыми регистровыми битами MSB, позволяют одному процессору управлять более чем одним чипом AY на одной шине (например, Mockingboard звуковая карта для Apple или TurboSound для ZX Spectrum). На вторичном рынке есть много новых-старых чипов (NOS) с заводскими настройками битов MSB, не равными «0000». Значение, отличное от 0000, может вызвать серьезные проблемы при разработке для проектировщиков и специалистов по ремонту. Должно быть написано программное обеспечение для определения правильного значения битов MSB на любой микросхеме. Кроме того, необходимо изменить программное обеспечение или добавить оборудование, чтобы можно было использовать эти заводские чипы MSB вместо чипов по умолчанию «0000».

AY-3-8910 генерирует тональные сигналы с базовыми частотами до 125 кГц (входная частота 4 МГц или 8 МГц для YM2149F), выходящие далеко за пределы человеческого восприятия и в ультразвуковой диапазон. Наличие ультразвуковых значений является следствием конструкции делителя частоты; Для обеспечения адекватного разрешения на слышимых частотах необходимо, чтобы общая тактовая частота (и, следовательно, выходная мощность при малых делителях) была значительно выше, чем слышимый диапазон. Только делители ниже 5 дают выходную частоту полностью ультразвуковую. Частоты, эквивалентные верхней октаве фортепианной клавиатуры, могут быть определены с разумной точностью по сравнению с принятыми значениями нот для равномерной шкалы с точностью почти 1 Гц в A440 диапазон и еще точнее на низких частотах. Несмотря на высокую максимальную частоту, возможность разделить это число на 4096 означает, что самая низкая непосредственно определяемая выходная частота составляет 30,6 Гц, что примерно равно B0, третьей самой низкой ноте на обычном 88-клавишном пианино и практически дозвуковой для повседневных динамиков системы. По сути, чип способен воспроизводить приличный музыкальный результат на всех разумных тонах, которые можно найти в большинстве композиций.

В отличие от этого, SN76489 имеет только 10-битную точность делителей частоты. Имея ту же базовую частоту 125 кГц, теоретически он должен не иметь двух нижних октав PSG. Чтобы обойти это, SN76489 воспроизводит свои тон-генераторы на октаву ниже расчетной частоты, что дает ему на октаву меньше баса и одну октаву в верхней части по сравнению с PSG.

Варианты

Микросхема AY-3-8912, 28-контактный DIP-корпус с винтом корпуса компьютера для масштабирования
Микросхема YM2149F, 40-контактный DIP корпус

Кремниевый чип 8910 продавался в трех разных упаковках.

В AY-3-8910 имеет два 8-битных параллельных Ввод / вывод порты A и B, и они доступны в одноименном 40-контактном корпусе.

В AY-3-8912 это тот же самый чип в 28-выводном корпусе, с параллельным портом B, просто не подключенным ни к каким выводам. Меньшие по размеру пакеты позволяют сэкономить средства и место на плате. 8912 был наиболее широко используемым вариантом.

В AY-3-8913 это тот же чип в 24-выводном корпусе, при этом оба параллельных порта не подключены. Некоторые пользователи думали, что небольшое уменьшение количества выводов по сравнению с 8912 делает его менее интересным; однако регистры ввода-вывода редко использовались разработчиками, поэтому General Instruments создала эту полностью функциональную 24-контактную альтернативу и выпустила ее примерно через 6 месяцев после чипов 8910 и 8912. Цель заключалась в том, чтобы упростить дизайнера и уменьшить отпечаток на печатной плате.

В Ямаха YM2149F Микросхема SSG имеет ту же распиновку, что и AY-3-8910, с той незначительной разницей, что контакт 26 может вдвое уменьшить генеральную частоту, если вывести ее на низкий уровень. Если оставить его неподключенным, как это было бы при замене микросхемы AY-3-8910, внутренний резистор подтягивает вывод высоко, так что основная частота не уменьшается вдвое.

Ямаха YM3439 представляет собой КМОП-версию YM2149F. Он доступен в двух корпусах: 40-контактный DIP (YM3439-D) и 44-контактный QFP (YM3439-F).

Ямаха YMZ294 является одним из новейших вариантов YM2149, но в корпусе с 18 выводами. Не имеет параллельных портов и только один звуковой выход с микшированием трех каналов.

Ямаха YMZ284 представляет собой еще меньшую вариацию YM2149 в 16-выводном корпусе. По сути, это YMZ294 без вывода выбора 4/6 МГц и вывода / TEST.

Ямаха YMZ285 имеет 28-контактный корпус и имеет встроенный PCM. Не имеет параллельных портов и двух звуковых выходов: один с тремя микшированными каналами SSG, другой с выходом PCM.

Toshiba T7766A это совместимый чип, имеющий ту же распиновку, что и AY-3-8910, и использовался в некоторых MSX модели.

В Winbond WF19054, JFC 95101 и файл KC89C72 имеют ту же распиновку, что и AY-3-8910, а также на 100% совместимы с программным обеспечением. Они все еще находятся в производстве и используются во многих игровые автоматы.

В AY-3-8914 имеет ту же распиновку и находится в том же 40-выводном корпусе, что и AY-3-8910, за исключением того, что регистры управления на микросхеме перемешаны, и «ожидаемый ввод» на выводе A9 может быть другим. В остальном он точно такой же, как и AY-3-8910. Он использовался на Mattel Intellivision.

В AY-3-8930, также известный как AY8930, является улучшенной, но в основном обратно совместимой версией AY-3-8910. Функция вывода BC2 изменяется (он игнорируется и принимается равным 0 независимо от состояния вывода), в противном случае распиновка такая же, как и у вывода. AY-3-8910. Этот вариант микросхемы добавляет ряд основных улучшений, таких как отдельные огибающие для трех каналов (в отличие от одной общей огибающей), переменные рабочие циклы, больше битов точности для частоты нот, громкости и частоты огибающей, а также гораздо более настраиваемый генератор шума. Он использовался на Ковокс Звуковая карта Sound Master для IBM-PC. Очень немногие игры использовали это преимущество сверх обычного AY-3-8910 Особенности. Этот чип мог быть произведен только Технология микрочипов.

Связанные фишки

Yamaha использовала ядро ​​YM2149 для производства целого семейства музыкальных чипов, которые использовались в мобильных телефонах, домашних компьютерах, домашних и аркадных видеоиграх и т. Д. Например, YM2203 (также известный как OPN) - это YM2149 plus FM. Как и его гораздо более продвинутые преемники: YM2608 (также известный как OPNA), который сохранил все предыдущие функции и значительно расширил те, YM2612 (также известный как OPN2), в котором были удалены многие функции, включая звуковые каналы и порты ввода-вывода YM2149, а также YM2610 (OPNB), который добавил другие функции и сохранил звук YM2149, но не порты ввода-вывода.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Гирусс". История аркад.
  2. ^ "Техническое справочное руководство Radio Shack Speech / Sound Cartridge". archive.org.

внешняя ссылка