A music synthesizer which consists of controller and music generator, is designed and implemented. This thesis gives a brief review of music synthesizer architecture, and then describes a design and implementation of a real-time controller of music generator. Several design considerations of real-time controller, such as priority assignment problem, and dual processor communication using shared memory, are studied. To satisfy real-time constraints in controller the rate-monotonic priority assignment scheme is used. Synchronization for dual processor communication is solved, using shared memory, interrupts, and circular queue data structure. A velocity sensitive musical keyboard, arbiter, sequencer, and MIDI (Musical Instrument Digital Interface), are implemented.
이 논문에서 기술된 음악합성기는 controller와 music generator로 구성되어 있다. 전체적인 시스템은 dual processor system으로 볼 수 있으며, 그 하나는 controller로써 모든 시스템을 관장한다. 그리고 나머지 하나는 music generator로써 4개의 DSP (Digital Signal Processor) 와 1개의 processor로 구성되어 있다. Music generator의 processor는 musical sample data를 만드는 CGP를 관장한다.
본 논문에서는 실시간 controller의 구성과 실현에 대해 기술하였다. 실시간 controller의 구성에는 priority 설정문제와 shared memory를 이용한 dual processor 통신 등이 고려되었다. Interrupt를 발생하는 여러개의 block에 priority를 결정하는 데에는 ratemonotonic priority assignment scheme이 사용되었다. Controller와 music generator로 구분되는 두 개의 processor간의 통신에는 shared memory가 사용되었고, 이 때 발생하는 bus contention은 bus arbiter로 해결하였다. Dual processor 통신의 동기는 interrupt와 circular queue data 구조를 사용하여 해결하였다.
누르는 속도를 감지하는 음악용 건반과 sequencer 그리고 MIDI (Musical Instrument Digital Interface) 가 실현되었다. 속도를 감지하는 음악용 건반은 key event와 key velocity와 같은 key data를 제공한다. Note의 소리 크기와 timbre의 미묘한 효과는 key data를 사용하여 조정한다. Sequencer는 실제의 음향을 기록하는 것이 아니라 음악용 건반의 어느 건반이 어떤정도의 세기로 눌려졌는 가를 기록하게 된다. 실제의 건반을 누르는 속도와 시간이 기록되므로 재생은 실제의 연주와 거의 같게 되는 것이다. MIDI는 다른 음악합성기와 연결(networkin)을 가능하게 한다. 따라서 여러 개의 음악합성기를 동시에 사용하여 연주와 제어가 가능하다.
