CN1150679A

CN1150679A - 声源控制装置

Info

Publication number: CN1150679A
Application number: CN95120037A
Authority: CN
Inventors: 山上馨; 冲田文子; 桥本武
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-12-02
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2015-12-01
Also published as: JPH08160959A; KR100375329B1; CA2164082A1; EP1109149A3; EP1109149A2; CN1146859C; EP0715296A3; EP1109149B1; EP0715296A2; KR960025311A; EP0715296B1; US5767430A; MY114111A

Abstract

一种声源控制装置，其中，可以根据CPU的负荷使判读乐谱数据所需的处理负荷被改变。乐谱数据判读的间隔发生变化，并不改变乐谱数据本身，同时，所再现的音乐成分也不改变节拍，系统负荷判断单元152将系统负荷信息与阈值相比较，并相应地选择由定时中断间隔保持器131所保持的定时中断间隔。时间信息管理器143响应于内分辨保持器145所保持的定时中断间隔，管理乐谱数据保持器所保持的乐谱数据的采集。

Description

声源控制装置

本发明涉及一种声源控制装置，该装置中以预置的音程记录着乐谱(五线纸数据)，乐谱上有所记录的音乐信息，诸如音乐的音程、声音的发音、休止符(抹声)或者按照时序延长声音的音色效果等；该装置中还使一声源装置按所记录的乐谱数据受到控制，以便自动演奏譬如音乐的合成。更确切地说，本发明涉及一种声源控制装置，它响应于计算的结构或者使用者在产生声音效果或背景音乐(BCM)的视频游戏机或信息处理装置中的操纵。

到目前为止，已经在视频游戏机或者个人计算机上实现了响应游戏的进程或用户操作而产生音乐声音或发声效果。

在视频游戏机或者个人计算机上，已被用作产生声音的声源装置有所谓FM(调频)音乐、声源，它改变由诸如产生具有一定音程之声音的基波及其谐波所合成的波形频率，或者有所谓PCM(脉冲编码调制)音乐声源，它将基波波形留在存储器中，并响应于规定的音程改变该基波的读出时间，以产生一定的音程。

采用这种视频游戏机或者个人计算机，可以按照一个实时的基准，响应于用户的激励而即时地改变所产生的声音效果，背景音乐(BGM)的演奏开始、停止及音量。

为了重现背景音乐(BGM)，预先准备乐谱数据，包括所发声音的音程、声音的发音、抹声(符号化的休止符或中止符)以及与时间信息一起按时间顺序修饰的音色效果，并按一实时基准表现之，以便顺序地设定该声源装置的音程、发音和抹音寄存器。

这种以乐谱数据形式准备诸如BGM数据的方法适用于多媒体计算机游戏，这中间，迅速响应用户操作的性能起着重要的作用，因为与通过程序执行而顺序控制音程、发音或抹音的方法相比，在重现过程中，音色、音量或者音程可以很容易被改变。

为了像图6所示那样，利用只具有一个中央控制单元(CPU)201的视频游戏机，根据乐谱数据控制声源装置，使该CPU201分时运行，按预置的时间间隔读出乐谱的数据，以控制产生BGM之声源装置202的声发射标记时间、声发射持续时间、所发声音的音程以及音量。

采用这种分时运行CPU201，以表现乐谱数据的方法，由于CPU201具有足够高的处理能力而无需再设置专门的外围设备，所以这种声源控制装置并不昂贵，并且能够较为容易地编制程序。

采用如图7所示那样，除去主CPU211外尚有辅助CPU212来控制声源装置213的游戏机，这个辅助CPU212与CPU201相类似地被用来按照乐谱的数据控制声源装置213。

对于采用辅助CPU212的方法而言，可以完全独立于主CPU211所进行的操作，以减轻该CPU211的负载来完成产生BGM的处置过程。

然而，对于利用辅助CPU212的方法来说，由于专用的辅助CPU212需要附加判读乐谱数据，就使得该装置的成本增加。此外，由于需准备与主CPU211不同的辅助CPU212的程序，所以使程序变得复杂，而且也使程序的编制变得困难。

采用上面的分时利用CPU201判读乐谱数据法，伴随着分配给用来控制声源装置202的CPU201的处理时间相对减少这一结果，使得除乐谱数据判读之外，还增加了包括在处理过程中的，如绘制图形计算的负担。

既是这样，如果使执行声源控制程序的时间间隔发生改变，则使声源装置202产生的声音被延迟，从而使所产生的BGM的节拍发生变化。例如，如果在保持乐谱数据不变的情况下，使执行声源控制程序的时间间隔加长，则所再现的BGM节拍变得较慢。

为此，通常采用的方法包括：在预定的时间间隔，如1/60秒时发生中断，并由这种中断使控制被变换成声源控制程序。由于这样就确保在每隔比如1/60秒的预先设定的时间间隔时的所有时刻都执行声源控制程序，就能够以此保障为基础，对声源控制程序实行乐谱数据的时间控制。

但是，就实际游戏的处理而言，常常出现瞬时增加的除了声源控制程序以外的负荷，比如图象绘制，因此，为了减少声源控制程序的处理负荷，延长开始声源控制程序的时间间隔就是值得注意的了。

既然这样，就需要根据加给CPU的负荷改变开始声源控制程序的中断发生的时间间隔，以便对于同样的BGH有多种与声源控制程序开始的时间间隔有关的乐谱数据，这样就增加了乐谱数据的数量。

鉴于上面所述者，本发明的目的在于提供一种音乐声源装置，这种装置中不改变乐谱数据，也不改变再现音乐成分的节拍，就能改变所表现的乐谱数据的时间间隔，另外，该装置中还可以根据加给CPU的负荷改变判读乐谱数据的处理负荷。

按照本发明的声源控制装置，它被做成用以驱动声源，并以声源控制信息为基础进行除声源控制以外的信息处理，这里所说的声源控制信息上有所记录的为随时间信息一起控制声源所设计的控制信息。本声源控制装置包括：声源控制信息保持器，用以保持声源控制信息；间隔保持器，它保持多个标记时间信号发生的间隔；间隔设定器，用来设定间隔保持器所保持的一个间隔作为产生标记时间信号的间隔；标记时间信号发生器，用以在间隔设定器所设定的间隔产生一个标记时间信号，还包括声源控制器，它根据来自标记时间信号发生器的标记时间信号，从声源控制信息保持器读出与间隔设定器所设定间隔对应的声源控制信息，用以控制声源。

按照本发明的声源控制装置，它包括：负荷传感器，用以检测除声源控制以外的信息处理负荷；还包括控制器，它根据所述负荷检测单元的检测输出控制间隔设定器的间隔。

按照本发明的声源控制装置，作为除声源控制以外的信息处理过程，具有图象绘制处理过程。

采用本发明的声源控制装置，时间设定器设定由所述间隔保持器保持的一个间隔，作为产生标记时间信号的间隔；而标记时间信号发生器在所述间隔设定器设定的间隔处产生各标记时间信号。

声源控制器根据来自标记时间信号发生器的标记时间信号，从声源信息保持器读出与间隔设定器所设定的间隔相符的声源控制信息，并根据所读得的控制信息控制声源。

如果间隔设定器设定间隔保持器所保持的产生多个标记时间信号间隔中的一个间隔，作为标记时间信号产生的间隔，则采用如此设定的间隔，而不是普通设定的间隔，就使标记时间信号发生器所产生的标记时间信号的间隔受到改变。

确切地说，该控制器根据除声源控制以外的信息处理负荷作为负荷传感器所测得的负荷来控制间隔设定器的设定。

这时，为根据声源控制信息来控制声源所需要的负荷受到改变。但是，本声源控制器从声源控制信息保持器读出对应于重新设定的标记时间信号发生间隔的声源控制信息，并根据如此读得的控制信息控制声源。

于是，若改变作为声源控制器动作参考之标记时间信号发生的间隔，就按照改变了的标记时间信号发生间隔读出声源控制信息，而且声源被如此读得的声源控制信息所控制。

图1是表示采用本发明声源控制装置的视频游戏机的结构方框图；

图2是表示构成图1视频游戏机的SPU结构方框图；

图3是表示构成该视频游戏机的声源控制装置的结构方框图；

图4表示利用定时中断由构成声源控制装置的声音控制器处理的过程；

图5表示声源控制器的处理操作负荷与其它处理操作负荷的比率；

图6是表示常规声源控制装置的结构方框图；

图7是表示常规声源控制装置的另一种结构方框图。

以下说明本发明的一种具体实施例，其中本发明的声源控制装置被选定为声源控制器，用以产生音乐声音或者比如视频游戏机的效果声音。

这种视频游戏机被做成像图1所示的样子，被做成用以读出并执行游戏程序，这种程序被存在比如根据用户的指令进行游戏的光盘这类辅助存储器中。

也就是说，目前这种视频游戏机具有：由中央处理单元(CPU)及其外围设备构成的控制系统50；包括在帧缓冲器中绘制图象的绘图处理单元(CPU)的图象系统60；由用来产生音乐声音或者效果声音的诸如声音处理单元(SPU)构成的声音系统70；用来控制光盘成为辅助存储机构的光盘控制器80；通信控制器90控制由记录用户指令的控制器来的指令输入，并输入到一个适于存储(如游戏设定)的辅助存储器，或者自其输出；还有总线100，系统50至90都与之相连。

控制系统50有CPU51；用来控制存储器直接存取(DMA)的中断或传送的外围设备控制器52；由RAM构成的主存储器53；还有用来存储诸如所谓操作系统的程序，以便管理主存储器53、绘图系统60及声音系统70的ROM54。

CPU51执行存储在ROM54中的操作系统，以检测整个装置。

绘图系统60具有几何图形变换引擎(engine)(GTE)61，用以有效地处理比如座标变换；图象处理机构(GPU)62，用以根据来自CPU51的绘图指令绘制图形；帧缓冲器63，用于存储由CPU62所绘制的图形；还有图象解码器64，用来对由此如离散余弦变换之类的正交变换编码的图象数据进行解码。

GPU62具有按并行方式执行多种计算的并行计算功能，并被做成在高速响应来自CPU51的计算指令情况下执行座标变换、光源计算、矩阵计算或向量计算。

具体地说，为了计算将一个三角形图象画成相同颜色的平面阴影，GTE61就可能在1秒钟内进行1,500,000个多边形座标的计算。于是，用本视频游戏机减轻加给CPU51的负荷，并进行高速座标计算，就成为可能。

GPU62响应CPU51的绘图指令，为帧存储器63进行多边形绘图。对于GPU62来说，就可能在1秒钟内最多绘制多达360,000个多边形。

这个帧缓冲器63包括所谓双端口RAM，并能够同时由GPU62实行绘图，或者能够同时从主存储器传送并为显示而读出。

这个帧缓冲器63有1M比特的容量，并被做成1024个水平象素乘以512个竖直象素的矩阵，每个象素由16比特构成。

可以将帧缓冲器63的一个任选区域作为一个视频输出来输出。

帧缓冲器63除了有作为视频输出而输出的显示区外，还有颜色检查表(CLUT)区，用来存储在绘制比如多边形时就把GPU62看成是的颜色检查表；还有纹理区，在绘图过程中，被映入由GPU62以座标变换绘制的多边形中的纹理就被存储在该区中。CLUT区和纹理区被做成随着显示区内的变化而动态地变化。

GPU62除了平面阴影之外，还能在多边形内通过完成多边形顶点的颜色和在给存储在多边形纹理区内的附加纹理标记进行确定颜色的哥劳德(Gouraud)色调描绘。

当进行这些哥劳德(Gouraud)色调描绘或使理标记时，GTE61可在1秒钟内进行高达500,000次多边形座标的计算。

在借助于CPU51的控制下，图象解码器64对存在主存储器53中的那些譬如静止图象或活动图象的图象数据进行解码。

另外，经GPU62将所再现的图象数据存储在帧缓冲器63内，以便用作为GPU62所绘图象的背景。

声音系统70具有声音处理单元(SPU)71，用以在CPU51的指令下产生音乐声音、效果声音等；还有声音缓冲器72，用以借助SPU71存储波形数据等；还有输出SPU71所产生的音乐声音或效果声音的扬声器73。

SPU71具有对再现声音数据ADPCM解码的功能，所述声音数据通过由4比特差值信号对16比特声音数据自适应差值脉冲编码调制(ADPCM)产生；为产生声音效果而再现声音缓冲器72中所存波形数据的再现功能；以及调制声音缓冲器72中所存波形数据和再现被调制的波形数据的调制功能。

由于具有上述各功能，本声音系统70可被用作所谓PCM声源，在CPU51的指令下，根据该声音缓冲器72中记录的波形数据产生音乐声音和声音效果。

光盘控制器80具有光盘装置81，用以再现光盘上记录的程序或者数据；解码器82，用来对采用诸如误差校正码记录的程序或数据进行解码；还有即时存储光盘装置81的重放数据，以便加速光盘读出的缓冲器83。

在记录在光盘上并由光盘装置81再现的声音数据中，除了上述ADPCM数据之外，还有通过声音信号的模/数据转换得到的所谓PCM数据。

被记录成由代表比如16比特数字数据(PCM数据)差4比特的ADPCM数据的声音数据被解码器82解码，并随后将其扩展成16比特的数字数据，然后将此数据送至上述SPU71。

另一方面，被记录为16比特数字数据的声音数据，作为PCM数据被解码器82解码，这之后被送给SPU71，或者直接用来驱动扬声器73。

控制器90具有通信控制单元91，用来以CPU51控制整个总线100的通信；输入用户指令的控制器92；还有存储诸如游戏设置的存储卡93。

为了输入用户的指令，控制器92具有比如16个指令键，并根据通信控制器91的指令，利用大约1秒钟60次的同步通信将这些指令键的状态传送给通信控制器91。通信控制器91将控制器92的指令键状态传送给CPU51。

这就把用户的指令输入到CPU51了，然后以通常继续进行的游戏程序为基础，按照用户的指令执行处理。

如果必须存储通常所进行的游戏设定，则CPU51将待存的数据传送给通信控制器91，然后将CPU51的数据存入存储卡93中。

该存储卡93经通信控制单元91接到总线100上，并与总线100隔离，以使该存储卡可随电源的被接通而被插入和取出。可在多个存储卡93中实现游戏设置。

本视频游戏机具有并行输入/输出(I/O)101和串行输入/输出(I/O)102，它们都被接到总线100上。

本视频游戏机可经并行I/O101连到外围设备上，它还可经串行I/O102与其它视频游戏机通信。

这当中，在读出程序、显示或绘制图象的时候，要有大量的图象数据在主存储器53、GPU62、图象解码器64以及解码器82中间传送。

这样就能够像先前所说明的那样，无需CPU51的介入，用本视频游戏机即可以在外围设备控制器52的控制下实现在主存储器53、GPU62、图象解码器64及解码器82中间直接传送数据的所谓DMA传送。

由于加到CPU51上的数据传送被减轻，这就可以实现高速数据传送。

使用本视频游戏机，在电源被接通的情况下，CPU51执行ROM54中所存的操作系统。

通过该操作系统的执行，CPU51控制诸如图象系统60和声音系统70。

当该操作系统被执行时，CPU51初始化整个装置，就像操作的批准一样，然后控制光盘控制器80，以便执行记录在光盘上的游戏等程序。

通过执行游戏程序，CPU51响应来自用户的输入，控制图象系统60和声音系统70，以便控制图象的显示或者产生效果声音及音乐声音。

这当中，本视频游戏机具有产生比如声音效果那种声音的声源，还有声源控制器，控制声源随着游戏的进程，或者响应用户的激励而产生音乐声音或声音效果。

声源由CPU51和SPU71实现，而声源控制器由CPU51实现。

具体地说，SPU71具有间距变换器111，用以响应CPU51的指令，读出记录在声音缓冲器72中的波形数据，并变换所读出波形数据的间距；用以产生时钟脉冲的时钟发生器112；根据时钟发生器112的输出产生噪声的噪声发生器113；在间距变换器111的输出与噪声发生器113的输出之间进行转换的转换开关114；包络发生器115，用以控制开关114的输出，以通过变化所得声音的包络面而改变输出波形的幅度，静音处理器116用于在声音发射与不发射之间转换；还有左、右音量控制单元117L和117R，用于调整音量和左、右声道的平衡。这些恰如图2所示。

声缓冲器72中已预储许多单周期波形数据，它们构成拟发音的声音。这些波形数据被存储，作为上述的4比特ADPCM数据，而且在由SPU71读出期间，在持续读成16比特PCM数据的过程中被转换，以便随后被送至间距变换器111。

随之，在与直接存储PCM数据的情况相比较时，可以使声缓冲器72中要用于存储这种波形数据的区域受到限制，以便能存储大量的这种波形数据。

主存储器53中也已存有预先存入声缓冲器72中的那些单周期波形数据的声包络，这是与声音的增衰有关的信息。

虽然图2中表示了单一声音(语音)的电路结构，但这个声源包括从间距变换器111到音量控制单元117L和117R共24个声音(语音)的复式部件。每种语音的音量输出都被合成，并且作为左右声道的声音输出而被送出。

也就是说，该声源可同时发出24种语音。

声缓冲器72中所存的波形数据、包络、左右声道的音量或平衡，对于每种语音来说都可单独被设定。

于是，由于用了这么多语音，这种声源就能产生多种乐器的和弦或演奏。

本声源还可以通过实行所谓混响处理而以瞬时的偏移合成声音的输出。

这就是说，SPU71具有开关118L和118R，用来选择是否要将由24种语音合成的声音输出被混响(混响处理)；瞬时偏移由开关118L送来的声音输出的混响(混响处理)单元119；音量控制单元120，用来调节瞬时偏移的音量；加法器121b，用来把音量控制单元120的输出先于瞬时偏移而合成为声音输出；还有总音量单元122，用来调整附加单元121b输出的音量。

本声源可以合成的由光盘读出的声音信号与由解码器送给上述产生的声音输出。

具体地说，SPU71具有开关123，用来选择是否要将来自光盘的声音信号合成到声音输出；混合音量控制单元124，用来调节被合成的声音信号的音量，并将所得的信号送给加法器121a；还有开关125，用来选择是否要将合成的声音信号混响。

虽然图2中只关于左声道表示了混响单元119、音量控制单元120以及混合音量控制单元124的结构，但同样的结构也被用于右声道。

本声源的工作过程如下：

凡是出现需要发声的时候，CPU51把一个自声缓冲器72中所存的多个波形数据中选择拟发音的波形信号的选择信号和拟发音的音程送至间距变换器111，并从主存储器53中所存的各包络中间读出对应于拟发音的波形数据的包络，再将该读出之包络给包络发生器115。

为了读出该波形数据，间距变换器111按照所指令的音程改变读出时的波形数据。当一个周期内读出的波形数据变得很密时，间距变换器111就会反复地从时间周期的最开头读出同样的波形数据，给出发声指令。

在给出发声指令期间，与所指令声程相关的波形数据被再现。这些波形数据经开关114被送至包络发生器115。

包络发生器115根据CPU51送来的包络变换来自间距变换器111的波形数据的幅值数据。

这样就发出单语音的声音。声音的其余23个语音被类似地产生，而且在像上面所述的被混响处理及合成之前调节音量及左右声道之间的平衡。

这就产生了有如CPU51所指令的声音。

借助执行声音控制程序的CPU51，使上面所述的声源控制得以实行。

本视频游戏机被如此构造，以致按时间顺序排列于乐谱数据上的音乐信息与时间信息一起被预先存在主存储器53中，所说的音乐信息为诸如所要产生的声音效果、用作为背景音乐(BGM)的波形数据、所产生的声音的音程、声音的发音、抹音或者音色等，而且声源控制器在预定的时间间隔内顺序读出这些乐谱数据，以便顺序地设置声源的音程，以及声音的发音及抹音寄存器，用以再现效果声音、背景音乐等。

为了按照这些乐谱数据控制声源，将声源控制器构造成如图3以等效方框图方式所表示的示例样，该方框图即CPU51作为执行操作系统、声源控制程序或游戏程序结果所进行的处理过程。

声源控制器具有定时中断控制器130，用以控制外围设备控制器52在预定的时间间隔对CPU51发生定时中断；根据外围设备控制器52的定时中断，在预先设定的时间间隔起动的声音控制器140，它根据乐谱数据控制声源；系统负荷信息控制器150，用来检查视频游戏机作为一个整体的负荷情况，将结果送至定时中断控制器130；还有用于检查控制器92状态的输入请求控制器160。

随着由声源控制器140的处置，作为CPU51通过执行操作系统以及游戏程序而同时执行的处理操作有由绘图控制器170执行的操作，用以通过图象系统60控制图像的绘制；还有由主程序部分180执行的操作，以选择要产生的效果声音、选择音乐声音、选择所显示的图象，并控制游戏进程。

定时中断控制器130具有定时中断间隔保持器131，用以产生定时中断；定时中断管理器132和控制转换管理器133，后者用来控制声音控制器140与主程序部分180之间的转换。

声音控制器140具有乐谱数据保持器141；用来监控乐谱数据读出的数据采集管理器142；用于控制数据采集管理器142动作的时间信息管理器143；根据所读出的乐谱数据控制声音的发音/抹音的声音发音/抹音信息控制器144；还有内分辨保持器145，用于保持内部分辨与来自定时中断间隔保持器131的定时中断间隔相一致，并保持与上面的声源一致。

声源具有声音发音部分147，它配合SPU71和声音缓冲器72，适于在声音发音/抹音信息控制器144的控制下读出由声音缓冲器72组成的波形数据保持器146中所存的波形数据，以便产生声音；还有放大器148，用于放大所产生的声音，以调节音量。正如先前所述者，声音发音部分147和放大器148被认为是实现了SPU171的一种功能。

系统负荷信息控制器150具有采集系统负荷信息用的系统负荷信息采集单元151，判断系统负荷用的系统负荷判断部分152，以及保持系统负荷阈值用的系统负荷阈值保持器153。

输入请求控制器160具有配合譬如控制器92的输入装置161，和用来分析来自输入装置161的输入请求的输入请求分析单元162。

绘图控制器170具有控制时间绘图信息保持器171，它与CPU51、GTE61、GPU62、帧缓冲器63以及GTE61相配合；绘图信息控制器172，它与诸如CPU51相配合；绘图装置173，它与GPU62相配合；缓图信息保持器174，它于帧缓冲器63相配合；还有根据来自绘图装置173的视频输出显示图象的显示装置175。

本声源控制器的操作过程如下：

采用本声源控制器，预先将系统负荷或者与输入请求相符的定时中断间隔，保持在定时中断间隔保持器131中。具体地说，关于1/240秒的小系统负荷的定时中断间隔，以及比小系统负荷的定时中断间隔长的、关于1/60秒大系统负荷的定时中断间隔都被保持在该保持器中。

当过程开始时，本声源控制器借助CPU51所操纵的主程序部分180，作为并行操作响应于输入装置161的输入、选择声音控制器140发生的音乐声音以及系统负荷信息控制器150的处理，实行对绘图单元170的控制。

系统负荷信息采集单元151采集CPU51的负荷信息，以便将所采集的信息送至系统负荷判断单元152，这之后，系统负荷判断单元将送来的信息与系统负荷阈值保持器153所保持的阈值相比较，以判断系统的负荷，并将判断结果传送给定时中断间隔保持器131。

定时中断间隔保持器131根据来自系统负荷判断单元152的系统负荷判断或者输入请求分析单元162的输出选择定时中断间隔，并给所选定的中断间隔确定到定时中断管理器132和内分辨保持器145的路径。

确切地说，定时中断间隔保持器131根据系统负荷判断单元152的判断结果，对小的系统负荷和大的系统负荷分别设定1/240秒及1/60秒的中断间隔。

定时中断管理器132根据由定时中断间隔保持器131送来的定时中断间隔控制外围设备控制器52，以便在预先设定的时间间隔产生定时中断。控制转换管理器133根据定时中断，在预先设定的时间间隔时在主程序部分180的处理与声音控制器140的处理之间进行转换，以便开始声音控制器140的处理过程。

当由控制转换控制器133的转换使该处理过程开始时，声音控制器140的时间信息管理器143响应内分辨保持器145所保持的内分辨，即定时中断间隔，控制数据采集管理器142，以便指令读出与乐谱数据保持器141所保持的乐谱数据的定时中断间隔相对应的数据，并且给所读得的乐谱数据确定到声音发音/抹音信息控制器144的路径。

声音发音/抹音信息控制器144根据由时间信息管理器143送来的乐谱数据控制声音发音单元147。这就引起声音发音单元147根据波形数据保持器146所保持的波形数据产生声音。

确切地说，借助声音发音/抹音控制器144的操纵，CPU51按上面描述过的方式控制间距变换器111和包络发生器115等，以便控制声音的发生。这样产生的声音由放大器148调节电平，以便由扬声器73输出。

这就输出与定时中断间隔保持器131送来的定时中断间隔的乐谱数据相对应的声音数据。

声音控制器140在像上面所述的由定时中断间隔保持器131所设定的定时中断间隔时被起动，顺序地产生与该定时中断间隔的乐谱数据相对应的声音。

也即，如果该定时中断间隔为1/240秒，则如图4a所示那样，在1/240秒的间隔处再现乐谱的数据。

这时，声音处理器140的实际处理时间短于1/240秒。

例如，在从t₁₁到t₁₂、t₁₂到t₁₃、t₁₃到t₁₄以及t₁₄到t₁₅等时间间隔内，使两个音符得到再现。也就是说，在从时刻t₁₁到时刻t₁₅的1/60秒内，有两个音符得到再现。

如果像图4b所示的那样，定时中断间隔为1/60秒，则在一个1/60秒的间隔内就使乐谱的数据得以再现。例如，在从时刻t₂₁到时刻t₂₂的1/60秒内，使八个音符得到再现。

也就是说，就像设定定时中断间隔为1/240秒的情况一样，在1/60秒内使八个音符被再现。

于是，采用本声源处理装置，即使相对于使用同一乐谱数据而使定时中断间隔发生改变，通过响应于改变了的定时中断间隔控制乐谱数据的读出，也能按预先设定的节拍再现乐谱数据。

如果像上面所描述的那样，利用中断来起动声音控制器140而使处理过程被实现，而且定时中断间隔为1/240秒，则如图5a所示的例子那样，声音处理器140的处理过程总共占CPU51处理能力的25％。如果定时中断间隔为1/60秒，则如图5b所示的例子那样，声音处理器140的处理过程总共占CPU51处理能力的12.5％。

这就是说，即使定时中断间隔变得比较短，CPU51用于实际控制声源的负荷并不一定改变，如果定时中断间隔变短，频繁地出现定时中断，使定时中断处理的辅助操作增加，结果使声音控制器140上的负荷增加。

采用上述声源控制器，由定时中断保持器131所选的定时中断间隔，对于小的系统负荷和大的系统负荷分别被设定为1/240秒及1/60秒。对于1/240秒和1/60秒的定时中断间隔，声音控制器140上的处理负荷各自变得比较大一些和比较小一些。

于是，采用本声源控制器，可以响应于系统的负荷改变声音控制器140上的处理负荷，而不改变乐谱数据。于是，采用较大的系统负荷，声音控制器140上的处理负荷变得较小些，这样就能进行均匀的处理，比如绘图。

采用上述实施例，系统负荷判断部分152将由系统负荷信息采集单元151送来的系统负荷信息与系统负荷阈值保持器153所保持的阈值相比较，并根据比较的结果选择定时中断间隔保持器131所保持的定时中断间隔。换句话说，定时中断间隔可以受到主程序部分180的程序控制。换句话说，可以据输入装置161的输入请求设定这个定时中断间隔。由于能够改变定时中断间隔，所以可以得到类似于上面实施例的效果。

尽管在上面的实施例中，已将本发明说成是可用于控制视频游戏机中声源的声源控制器，但这种声源控制装置可被用于诸如自动演示装置，或者配备有这种声源控制装置的个人计算机。这种声源控制装置除了控制声源以外，还适合于进行其它的处理操作，比如图象显示装置的处理。只要在本发明的范围内，就可以做其它的变型。

采用本发明的声源控制装置，假如就像参照声源控制器的动作过程那样，利用间隔设定装置来改变标记时间信号产生的间隔，则就可以根据变更的标记时间信号读出声源控制信息，从而可以由如此读得的声源控制信息使声源受到控制。

于是，即使对于采用同样的声源控制信息放音而言，标记时间信号的发生间隔发生了变化，也不会改变音乐控制信息，依然可以按预先设定的节拍再现音乐合成，而使得再现的音乐成分节拍不被改变。另一方面，可以通过改变标记时间信号发生的间隔使控制声源所需的负荷发生变化。

采用本发明的声源控制装置，本控制器除了控制由负荷检测单元检测的声源外，还根据信息处理的负荷控制间隔设定单元的负荷设定，致使为了控制声源所需的负荷可以响应于除了声源的控制以外的信息处理负荷而发生变化，并因此可在除了声源控制之外的信息处理负荷被增加的时候，使为了控制声源所需的负荷得以减少。

利用确定主CPU在任何给定的时间有多忙的设备可以成为系统负荷信息采集单元151。在一种方案中，可以利用CPU需要多少时间用于绘图控制器170来确定系统的负荷。按照惯例，是充分使用绘图控制器的，在必须以绘图控制器进行最初的操作之前，主CPU可设定一个标记位。当这些操作被完成，主程序中进行其它操作之前，清除该标记位。然后可以利用一个中断程序定期检查这个标记位。如果发现要设制此标记位，就知道主程序在绘图操作过程中被中断了；而若这种情况频繁地发生，就知道由于绘图操作而在主CPU上有大的负荷。在这种情况下，系统负荷判断单元判明系统的负荷超过阈值，并相应地调整定时中断间隔保持器131中所保持的定时中断间隔。另一方面，如果频繁地发现绘图标记位要被清除，就知道绘图操作未对主CPU提供大的负荷，以到可使定时中断间隔被相应地调整。

可以明白，可采用多种其它方式确定系统的负荷，并判断是否系统的负荷需要改变定时中断间隔。这里所公开的这些以及设备的其它改型均可由本领域的普通技术人员所完成，而不会脱离本发明新颖的主要特征，这被规定为由所附诸权利要求所确定和保证。

Claims

1.一种音频信号处理装置，它通过读出受中央处理单元(CPU)控制的声源的数据产生音频信号，包括：

产生多个具有不同中断间隔的中断信号的发生装置；

检测所述CPU负荷情况的检测装置；

根据所述检测装置的输出选择所述中断信号当中之一的选择装置；

根据由所述选择装置选择的所述中断信号控制所述来自声源的数据读出的控制装置。

2.一种如权利要求1所述的音频信号处理装置，其中，所述CPU还控制图象处理设备。

3.一种如权利要求2所述的音频信号处理装置，其中，所述由声源读出的数据是音符数据。

4.一种如权利要求3所述的音频信号处理装置，其中，所述数据的读出受到控制，使得从所述声源读出的所述音符数据的节拍是不变的，而与所述中断信号无关。

5.一种如权利要求3所述的音频信号处理装置，其中，所述声源包括PCM信号。

6.一种如权利要求5所述的音频信号处理装置，其中，所述声源具有波形存储器。

7.一种如权利要求3所述的音频信号处理装置，其中，所述声源包括FM信号。

8.一种由受中央处理单元(CPU)控制的声源产生音频信号的方法，它包括以下步骤：

产生多个具有不同中断间隔的中断信号；

检测所述CPU的负荷情况；

根据所测得的所述CPU负荷情况选择所述中断信号中的一个；

根据所选定的中断信号控制读出所述声源的数据。