YMF825を使用したMIDI音源
- 2. 自己紹介 Luna Tsukinashi • 某高専の電気電子工学科２年 • MIDIとFM音源が大好き • 去年は某ペンギンがマスコットの音ゲーを 再現していました • 詳しくは GitHub:Xi80 Twitter:@LunaTsukinashi
- 3. 構想 • STM32を介してMIDIでYMF825Boardを制御、演奏させたい • Mbed OS上で動作させるため比較的ハード寄りの記述は少なめ • MIDIはハードウェア音源で再生して遊ぶ程度の知識
- 4. YMF825Boardについて • ヤマハのFM音源IC、YMF825を 載せた音源ボード • SPIで制御できる(!)ので比較的楽 • 最大同時発音数は16 • 古典的FM音源と制御方法が異なる • 公式GitHubが最近消えた
- 5. 構成 YMF825Board YMF825 Driver 関数呼び出し MIDI-YMF825 Bridge SPI MIDI Driver 関数呼び出し MIDI IN MIDI(UART) MIDI Driver MIDIの受信、メッセージの解析 MIDI-YM825 Bridge YMF825用にパラメータを変換 YMF825 Driver YMF825との通信、各種イベント送信
- 6. ハードウェア • メイン基板(左) • 変換基板に載ったICがSTM32 • 右下はMIDI受信用のオプトカプラ • アンプ基板(右) • スピーカーでもPowerfulに駆動可 • ただしモノラル • MIDIまわりはほぼ規格に準拠
- 7. ソフトウェア • MIDI Driver • 一番力を入れた部分 • ルーチン自体はMIDI規格書に記載のもの+α程度 • 呼び出す関数を自由に変更可能で使いまわしやすい • イメージとしてはArduinoのMIDIライブラリにちゃんとした シリアル受信割り込みを付けた感じ
- 8. ソフトウェア • MIDI-YMF825 Bridge • 具体的にはボイスのアサインと各種パラメータ(PitchBend等)の変換 • 発音時間によるボイスあふれ時の消音->アサインも実装 • ここがバグると大変なことになる • アサインを可視化するととても面白い (参考:https://twitter.com/LunaTsukinashi/status/1285586089810341888)
- 9. ソフトウェア • YMF825Driver • 実際にYMF825と通信して制御するのはこれ • こまごまとした作業は既にBridgeがやってくれているのでコマンドを発行していくだけ • コマンドは基本的に16進数で入力してるのでTypoに気付きにくい(1敗)
- 10. 音色について • GM準拠の配列で128音色分のデータを音源に内蔵しています • 128音色でもわずか約4KB(!)、FM音源の恩恵。 • ドラムセットと発音数の関係でGM音源とは名乗れない • かなしい • ちゃんとプログラムチェンジにも反応します • 一時期永遠にバグらせていたのでようやく安定した感
- 11. 演奏させるために • ドラムパートはなし、全Chメロディーパート • 容量的に厳しいので全Chメロディーパート。 • 数少ない発音数をドラムに割くとかなり発音数不足で音が途切れてしまう • PitchBendとExpression/Part Levelはテーブルで持つ • 特にMIDIのPitchBendはn乗の計算が必要なので遅い • とりあえずリアルタイムに動いてるのでﾖｼ!
- 13. 今後やりたいこと • YMF825Boardを2枚使用しステレオ16音/モノラル32音化 • 16音だとちょっと物足りない • 自前の音色のSysEx経由での転送 • 音色をもっとそれっぽくしたい