Design of a Scalable Polyphony-MIDI Synthesizer for a Low Cost DSP
Antti Huovilainen · Aaltodoc (Aalto University) · 2010
Tässä diplomityössä esitetään Scalable Polyphony-MIDI-standardin soitinvalikoiman toteuttavan musiikkisyntetisaattorin suunnittelu edulliselle signaaliprosessorille. Ensiksi esitellään SPMIDI- standardi ja käytettävä signaaliprosessori. Sen jälkeen kerrataan yleisesti käytössä olevia synteesitekniikoita, ja niiden soveltuvuutta järjestelmiin, joissa laskentateho ja muistin määrä ovat rajoittuneita. Seuraavaksi käydään yksityiskohtaisesti läpi vähentävässä synteesissä käytettäviä oskillaattori- ja suodintekniikoita. Erityistä huomiota kiinnitetään laskostumiseen, joka johtuu perinteisissä aaltomuodoissa, kuten sahalaita- ja pulssi-aallossa, olevista epäjatkuvuuksista, ja olemassa olevia kaistarajoitettuja aaltomuotosynteesimenetelmiä kerrataan. Tämän jälkeen kerrataan olemassaolevia rakenteita laskennallisesti tehokkaille aikavarianteille suotimille. Kokonaan uusi, rajataajuuden ja resonanssin ohjauksen erottava, suodinrakenne esitellään. Analogiseen Korg MS-20-alipäästösuotimeen perustuva rakenne on laskennallisesti erittäin tehokas ja soveltuu hyvin toteutettavaksi vähäbittisillä arkkitehtuureilla. Lopuksi käsitellään toteutukseen liittyviä yksityiskohtia kiinnittäen erityistä huomiota differentioituun paraabeliaaltoon ja MS-20-suotimeen ja rajoitetun laskentakapasiteetin ja laskentaresoluution vaikutuksiin. Tämän jälkeen esitetään joidenkin esimerkkisoitinten toteutus.