2019年03月17日

PitchBendの運用ケースとパラメータの再配置について

運用には慣れが必要だが、左手の動作だけでトリガーを掛けるのは少々辛いことが判明。 より効果的にPitchBend機能を使用するには、外部からトリガーを入力出来る端子を追加すべきかもしれない。 

外部トリガーは、現在設定しているスレッショルドが設定可能な内部トリガーとExORを行って実装する。 入力端子のステイタスを変化させる方式は物理的なスイッチを接続するのがシンプルだが、よりフレキシブルに運用が可能なBluetooth等を使ったリモートデバイスの使用を検討している。



PitchBendの導入に伴い、パラメーターの配置を変更した。 インターフェイスの仕様がコロコロと変わるのは考えものだが、これが最新の操作法だ。



一方、プログラム上では循環するパラメーターの配置をこのように規定している。

<->op3(multiColors)<->PitchBend(pur/yel)<->distortion(sky/red)<->mute(yel)<->transition(pur)<->transitionEnvelopeSelecort(sky/pur)<->osc1_vol(grn)<->osc1_wfm(sky)<->osc2_vol(blu)<->osc2_wfm(sky)<->osc3_vol(red)<->osc3_wfm(sky)<->osc1_vo4(pur)<->osc4_wfm(sky)<->osc5_vol(yel)<->osc5_wfm(sky)<->arp_ptn(red)<->arp_spd(grn)<-> arp_seq(blu)<->

実際に設定しているニュートラルな位置のパラメーターは4番目の MuteSwitch(Yellow) で、今回の改装ではそこから前後する使い易い位置に使用頻度の高いパラメーターを再配置した。
posted by Yasuski at 14:35| LaVoixski

2019年03月15日

Gride機能にハーモナイズド・チョーキング風の機能を追加する / PitchBenderの製作

Gride機能にチョークアップする側のEnvelopeを追加した。



具体的な効果としてはハーモナイズド・チョーキングを模したものを目指している。

Screen Shot 2019-03-15 at 17.21.12.png

GrideのRate設定をゼロポイントを超えたマイナス側に回すと、int16_tのMSBからNegativeFlagを感知して、グライド・アップする方向に機能をスイッチする。 

Chronoは負の値を扱えないため、事前にMSBをマスクした数値をパラメーターとして使用するが、このままでは境界を超えた途端に最大値が入力されてしまう。 これを防止するために、マイナスのフラッグが立った場合には  を使って出力値を反転する機構への条件分岐を組み込んでいる。

実際に運用した場合にポットのゼロポイントの境目が判り難かったので、LEDの発色を変えて境界を示すようにインターフェイスを改良している。

追記:

EMAの処理時間を短縮する方法を見つけたので試してみたが、データが荒れて使い物にならなかった。
posted by Yasuski at 18:23| LaVoixski

EnvelopeGeneratorのようなものを実装した

Chronoを使ったトリガーを切欠にAttack=立ち上がりのエンヴェロープをオシレーターのピッチ制御に印加する機能、Envelope Generatorのようなものを実装した。

Lyle Maysな雰囲気を実現するまでの道程は遠いが、まずは第一歩から。

Oberheim名物なLyleMaysの"あの音"を思い出してから脳内再生が鳴り止まず夢にまで出てくる始末で、この日の午後はその実現に向けてひたすらに試行錯誤を繰り返していた。

基本的な構想は、データの極端な変化をサプレッションするEMAアルゴリズムの係数をChronoを使って段階的に変化させる方式で、Chronoによって発生させるトリガーの間隔が長くなると、EMA係数の変化量が抑制され、結果としてGrideTimeが伸びるという仕掛けだ。

最初のこれはおもいっきりコーディングを間違えているのだが、

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実装した結果「何となくそれっぽい動き」が観測されてしまい、これが迷路の入り口に入る切欠となる。

次に、実験を繰り返して到達したこの段階では、実用性は乏しいもののPitchをGrideさせる機能の実装がほぼ実現しつつあった。 ただし、変化量が大きすぎたり、Grideさせた結果が超低音になるなど、新たにピッチ制御のために用意した係数、add_vall2 に出力されるデータは正常なものとは程遠い状態だ。

Screen Shot 2019-03-13 at 15.47.24.png

そのうえ、Chronoの調整のためにノブを回していると、突然作動不能となるケースが頻発した。 

このケースには相当悩まされたが、SequencerにStart/Stop機能を実装したコードからそのままの仕組みを再利用して、「トリガーゲートがオフられた時にchrono.stopを使ってChronoの計数をストップさせていた」のが原因だった。 

chrono.stop を排除した結果、トリガーによってEGを発生させる機構の動作を安定させることが出来たが、この段階ではピッチが不思議な挙動を示す原因をまだ特定出来ていない。

その後の数時間に渡る試行錯誤の末に探し当てた、正常に動作するほぼ最終的な案以下に示す。 

機能をまとめてEGとしてサブルーチン化し、それをPitchディテクターのサブルーチン内からコールしている。

Screen Shot 2019-03-14 at 2.32.48.png

結局、発生させていた「Pitchの差分」そのものを add_val2 に代入するPitchデータ出力として取り扱っていたのが間違いで、元データ add_val に「差分を足す」のが正解だった。 これで、Pitchの扱いに関する問題はほぼ解決した。 制御波形の分解能は200だが、これは今後調整を行う必要があるかもしれない。

多分、これもまた「車輪の再発明」に過ぎないのだろう。 が、ひとまずはそれっぽい動作をする仕掛けが組み上がりつつある。

負荷が多いためか出音が微妙に荒れ出したのが危険な徴候だが、出来ればこの機能を外したくはないものだ。

ついでに、操作性を向上させるためにパラメーターの配置を一部変更している。
posted by Yasuski at 11:14| LaVoixski

2019年03月12日

LEDの表示モードを変更する(その2)

Sequencer使用時に「どの曲をセレクトしているのか判らなくなる問題」が発覚したので、メモリーCH毎に*Blink*するLEDの発色を変えることにした。

曲を選択する毎に色が変わって視認性が格段に向上したが、今度は点滅の間隔が気になりだした。

改装のついでに、TDMモード送信実験の前段階としてTDMに使用する通信端子の設定を行ってみた。 SCL0とSDA0をアサインする端子には、FPGAのラッチ信号を出力するためにリザーブしていた16・17番を使用する。

とりあえず、端子に通信機能を持たせるALT2にモードを切替える設定だけは行えているようだが、実際に使う段になると何をどうやればよいのかサッパリ理解していないので、ADMP1701の評価キットが到着次第TDMによる音声多重通信の実用化に向けて、これからフォーマットを学習していかなければならない。
posted by Yasuski at 21:30| LaVoixski

2019年03月11日

LEDの表示モードを変更する

空きチャンネルに搭載した新機能の判別が辛くなってきたので、LEDによる表示機能を追加した。

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Op3Modeは、選択したOscillator順に GRN/BLU/RED/PUR/YEL を、DistortionSWのオン・オフには SKY/RED TransitionControl/Sin/Exp.Sin の切替えには PUR/SKY をそれぞれ設定している。

改修の過程でDistortionSWの切り替えを検知するためにD13のStatusを読もうとしたところ、何故か読みだすことが出来ず。 対処法としてスイッチングを行う選択分岐の部分にスイッチングを行うための関数を代入している。 

PinのStatusが読めない案件は以前から偶に発生しているが、D13にはTeensyのボード上でLEDに接続されており、この回路によって発生する電圧降下がStatus"HIGH"の認定を阻んでいる可能性がある。 

何れにせよ、これは物理面の問題が疑わしく、MCUから外部に接続を行う際には必ずバッファーを挿入することを心掛けたい。
posted by Yasuski at 17:06| LaVoixski

2019年03月10日

Transition Control の制御波形に expSin を追加する。

何気に読んでいた大塚明氏のサイトからexpSinという概念を仕入れたので、

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これをあまりピーク値が重なって欲しくないオシレーターのtransitionコントロールに応用できないか、実験で試すことにした。



まずは下準備として、GNU/Octaveでヴォリュームを制御するための波形を生成する。 テンプレートには、以前記述したSin波を生成するコード使った。 Sinの手前にexpを書き足した後、カットアンドトライでオフセット値を探っていく。

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当初は12bit精度で縦軸を設定したファイルを単体で試してみたが、音像の分解能が上がって、和音が美しく聞こえるようになった反面、OverDrive系の出音にパンチが無くなってしまった。

これでは本末転倒なので、処理ステップ及びRAMの消費量が上がってしまうが、波形を使い分けられるようにスイッチ機構を組み込んで、旧来のファイルと設定が共用できるようにシステムの改変を行った。

Screen Shot 2019-03-10 at 16.23.42.png

問題は、現用していた11bitスケールの波形との整合性で、アッテネーターの値をどう工夫しても境界値のコントロールが行えなくなってしまった。 結局、expSine波のスケールを11bitに縮小して再度試してみたところ、スムーズな動作を確認できた。

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確かにこれは便利な機能で、和音演奏時のミックス具合を変更して、出力の飽和状態をコントロールすることが可能となった。

ちなみに、大人しい音色を使用した時には、効果の違いを殆ど感じられなかった。

Transition波形の切り替えスイッチには何故かアナログ部のスイッチ機能が「死んだ」状態で放置していたLevelControlを充て、出力端子のステイタスを波形の切り替えに反映させている。
posted by Yasuski at 17:40| LaVoixski

2019年03月09日

OutputCh#3に波形変換システムを導入する

元ネタは”Arduino Music and Audio Projects”の巻末近くに掲載されていたAudio Excitationという記事で、TransferFunctionを使って倍音構成を変化させる仕組みが紹介されていた。

この楽器は、5つのオシレーターによって波形合成を行う音源で構成されていて、現在第3出力にはオシレーター単体の出力をアサインしている。つまり、ここでピックアップされるのは単純なサイン波となる可能性が高く、その場合は少々パンチの乏しい音色となってしまうのが難点だ。 

今回の改装では、波形合成との兼ね合いで矩形波やノコギリ波等「エッジの効いた波形」をアサインすることが出来ない場合に音色を変化させる方法として、先の記事に記載されていたWavetableによる波形変換システムを導入している。

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導入を試行した当初は参照するWavetableをリアルタイムで組み替えようとしていたのだが、結果は失敗だった。 Dueを使って(オリジナルの記事による)AudioClockのタイミングでそれを行うのはExciterを単機能のみで実装した状態であっても流石に無理な話。 実際の回路は任意のタイミングでプッシュスイッチを押して、ヴォリューム・ポットの状態をアップロードする仕組みだった。 

記事を読み飛ばしていた自分がそそっかしいのだが、ポットの状態が即出音に反映されないのはいささか残念な仕様ではある。 記事の内容に沿って、プッシュスイッチによりデータエントリーを行う構造に修正した結果、音声の出力を確認することができた。



ついでに、RGBロータリーエンコーダーにポットの状態を点滅速度で表示するギミックを追加しておいた。 

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点滅間隔が長くなるほど値が大きくなる表示方式で、最長0.5秒間隔でLEDが点滅する。

データトランスファーはオシレーターの音量調整ポットを流用する関係で、5倍音まで設定が可能な仕様とした。 記録は、トップ側のノブをch9に選択してエンコーダーのトップを長押しして行う。 

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現状はメモリー数を1chとしているが、今後必要に感じた場合はさらに記録バンクを増設する可能性もある。

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posted by Yasuski at 17:48| LaVoixski

2019年03月08日

SigmaDSPの導入について

ADAU系列のDSPは導入の敷居が高いが、スタンドアロンで動くこのチップを扱った記事はハードルを超えるためのヒントになる。

Webを漁ると製作例が上がっていて、ハードを販売している人も居るようだ

最終的にはこのコードが使えそうなので、DSPの試作ボードを購入してテストを行うことにした。

1401traningKit.jpg

ただ、このチップを含めた最近のオーディオ製品は通信をI2Cで行うために、DACとして使用する場合にボトルネックの問題が出てくるかもしれない。 所謂「バーストモード」がMCU側の設定で使えるかどうかが決め手になるだろう。

DSPを使用する利点は、それ自体にオシレーションを行わせられそうなところで、波形の生成を外部に丸投げして、I2C/S等のシリアル伝送によって生じるデータトランスファーのボトルネックをスキップできる可能性がある。

オーディオデータのハンドリングに話を戻すと、LRCLKでオーディオデータを受けていては出力が間に合わないので、3ch以上の出力を行う場合は否応無しにTDMモードを選択することになる。 TDMフォーマットに関しては良く判っていないので、参考のために具体的な製作例を探したほうが良いだろう。 

ADAU1701はデジタルオーディオ・フォーマットを直接出力できるので、MCUからDACに至る間に発生していた遅れ時間を気にせずに外部に設置したDACにデータを放り込める利点がある。 入出力で通信モードを切替えられそうなので、adatフォーマットに拠る通信を行えるかもしれない。
posted by Yasuski at 21:03| LaVoixski

2019年03月06日

chronoの導入

オマケ機能で実装している sequecer は、無音時にもステップを進める設定だが、これが意外と使い難いことが判明している。

要は曲を演奏中にブレイク出来ないということで、ならば改良のために条件分岐を使って無音時にカウントを休止する機能を実装しようとしたが、何故かmetro環境下ではどうやってもクロックをストップ出来ない。 

この問題に対処すべくchronoという新し目のライブラリを見つけてmetroと換装することにした。



chronoについての詳細はリンク先を参照してもらうとして、chronoは定常的にクロックを発生させるmetroとは異なり、インターバルが終了したあと常にrestartコマンドによってリトリガーを掛けなければ反復する信号を生成できない、所謂ワンショット系のデバイスを模したものとして考えればよいだろう。restartを行うまでは静的な状態を保持する一方、stopコマンドで一旦クロックの生成を停止できるところが今回の用途にぴったりだ。

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クロックを駆動するトリガーは、目玉スイッチのLEDと連動させている。 実際に運用を行ってみると、テルミンは出音の立ち上がりが遅く、sequecerの発音が遅れてしまうように感じることがあった。 ただし、これは用法で解決すべき問題なので、今後は実際の演奏体験を通じて特性に合わせた運用を模索していくことになる。
posted by Yasuski at 09:55| LaVoixski

2019年03月04日

FVCの「丸め」を行う手順の修正など

今日は、テルミンの周波数ディテクター周りのコードをいじっていたのだが、間違った手順でデータを丸めていたことを発見、その部分の修正を行った。

Screen Shot 2019-03-04 at 15.20.20.png

要は、EMAで「データの丸め」を行った後に、暴れている元信号の差分を追加するというマヌケなことをやっていたのだが、改良の結果データのバラつきを格段に抑えることが出来た。 今後はEMAにプリセットする数値を調整していくことになる。

一方、動作が不安定で使用を諦めていた「ClickEncoderを排除した試作コード」に、無駄な処理ルーチンをスキップするbrakeポイントの追加やRAMの使用量を圧縮する改良点を思い付いたので、該当箇所の修正を行った後に再度運用をトライした。

Screen Shot 2019-03-04 at 13.54.13.png 

ロータリーエンコーダーの入力にノイズサプレッサ用のCを取り付けない機械的に不備な状態下でのテストではあったが、出音に関しては正常な動作を確認できた。 起動時にチューニングノブの規定値がClickEncoder使用時と大幅にズレることから、処理時間の圧縮に関してはほぼ成功していると思われる。

今後プラットフォームを変更する場合には、Arduinoのライブラリに頼らないこのコードを中心に開発をすすめることが可能となった。

追記:

後日、低域の安定度がどんどん低下する案件が発生、コードの不備を疑うも過去の経験から物理的な要因の気配があったので、繰り返しキャリブレーションとチューニングを繰り返した結果、キャリブレーションによって得られるイニシャル値には明らかな適正値が存在することを確認した。 ピッチ・アンテナ側とは逆ベクトルで操作を行うヴォリューム・アンテナ側ではこの値が明白で、データ取得時に設定しているリミッターのフルスケール16383がそれに相当する。

もう一方のピッチ・アンテナ側だが、こちらはデータを扱うベクトルがヴォリューム側とは逆になるため、単純に最適値を算出することが出来ない。 

イニシャル値の決定は、入力信号のアップエッジでフリーランするカウンタの値をキャプチャした結果から「差分値を引き出す」ディテクタ側のセンシングのメソッドと、カウンタをドライヴするクロックの分周率から影響を受ける。 MCUのシステムクロックや、クロック入力に設けられたフィルター等、関連するパラメーターが多過ぎて明確な回答を出すことが難しいが、カウンタのオーバーフローによって発生する字余り状態が誤動作の原因となることから、ピッチ側オシレーターのセンシングエリアの設定をオーバーフローが発生しない領域よりも上に持ち上げることが安定度をアップするための最適解といえるだろう。

ただし、この数値は楽器の発音域とのトレードオフで折衷することになるため、新たにアンテナ長等の楽器を構成する物理要因が絡んでくる。 よって機種依存しない普遍的な数値を出すことは難しいが、実測を繰り返した結果、イニシャル値20000前後が実用域なのではないか?と予想している。

現時点で実験に使用している楽器の発振器は設計に問題があり、より安定した性能の発振器を使った実験環境を構築しなければならないのだが、新たに設計した基板には配線ミスが発覚している。 修正版のオシレーター基板はすでに設計を終えているので、今月中にはこれを発注する予定。
posted by Yasuski at 18:06| LaVoixski

2019年03月03日

pgm_read_word_nearの削除を行う

前のシステムの名残だった pgm_read_word_near を

WS001741.JPG

コード上から削除して、シンプルな記述に書き換えた。

本来はROMエリアに格納したデータアレイを参照するためのコードだったものを、処理スピードをアップするためRAM上にデータを展開した後も使っていたのだが、記述を変えることによって何らかの変化が生じるかもしれない。

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処理上のステップが改変後に1.5%程増加した一方、RAMの使用量に変化はなかった。 

コードを改変する前のヴァージョンでコンパイルを行った時の画像を示す。

Screen Shot 2019-03-02 at 13.22.26.png

こちらのコードではVolumeControl関連のルーチンから pgm_read_word_near を既に排除している。

ステップの増加イコール処理スピードの低下とは単純に言えないので、実際に運用して確かめてみるしか無いが、その差1,5%という数字は尋常では無いために、どういった変化が生じるのか気になってくる。

追記:

実験の結果、正常に発音することが出来た。



改変前には44.1kHzにオーディオクロックを設定した時に特定のシチュエーション下でフリーズが発生していたが、今回の改変でこれが解消された模様。 つまり、処理能力のキャパシティーに余裕ができたということで、この件によって処理の合理化の達成を確認できた。
posted by Yasuski at 04:55| LaVoixski

2019年03月02日

Wavetableを使って出力信号にコンプっぽいものを掛ける実験

昨日作ったWavetableを使って出力信号にコンプっぽいものを掛ける実験を行った。

単音を出力する場合は「少々歪みっぽい」程度の変化だったが、総体的にはあまり良い印象を受けなかった。

入力レベルが増加する和音やOVERDrive系の音源となると、マイルドに設定していた過渡領域が全て無効になる始末で、システムの稼働実績は確認できたものの、その有効性には大きな疑問が生じることになった。

多分、チューニングを詰めれば再現性の高い効果が得られるのだろうが、出音に制御波形そのものの性格が反映される為に、実際にカット&トライを行う場合のハードルは高いものとなるだろう。

因みに、現行のシステムでは条件分岐によって入力の過渡的な変動値を圧縮しているが、この処理を24bitで行っているのがポイントで、それを16bitで行おうとした場合にどうしても粗が出てしまうようだ。 特にoverdrive系のような過渡特性が命な音源のコントロールは非常に難しいと結論することになった。

確かにデジタルドメインの非線形処理は対周波数特性等の解決すべき難問が待ち構えている案件で、大メーカーが開発に携わったものの撤退しているような難物故に、ウエーブテーブルによる波形の書き換え程度で容易に結果が得られる筈がないのではあるが。

自分の場合、最終的にはアナログ頼りなところがあって、勝手にいろいろな計算をしてくれるアナログ素子は便利なので、頼るべきところは頼ったほうが良いと判断するのが信条だったりする。

実験はひとまず失敗に終わった形だが、出力波形そのものをより動的に制御できる手段が実現できたのは心強い。 また、Wavetableに搭載する波形に関しては、メモリー管理の関係でそれらを削っていく過程で「無駄だと思っていた構成」がそこそこ必要とされるものと再確認することが出来た。予め複雑な「形を仕込んだ」波形を揃えるよりも、倍音関係にある単純な波形を準備して、それらに動的な制御を行ったほうがより効果的に音造りが出来そうだ。
posted by Yasuski at 21:10| LaVoixski

Wavetableを使用したコンプレッサーの実験

処理のタスクを少しでも減らせるように、このような非線形処理を行っているルーチンを省力化出来ないか検討を行った結果、GNU/Octaveを使って、出力波形圧縮用のWaveTableを作ることを思い付いた。 。

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問題はメモリーの残量だが、実際に24bitデータをリザーヴするのは非現実的で、そもそも処理が重すぎてOctaveからデータアレイを出力することができなかった。

いっそのこと理想としていた24bit/adatフォーマットを諦め、16bit長でデータをやりくりするという割切りもアリではある。  結局、16bit×16bitのデータは難なくアウトプット出来たが、、、

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これを適応させた場合、出力波形は相当なレベルで歪むことになる。

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解像度を上げると結構ガタガタになるが、まあこんなものであろう。

例えば、真空管アンプの実際の歪率は物凄いことになっているのだが、アレはアレでというかあっちのほうが音圧があって味を感じてしまうのが人情なので、出音が気に入るのであれば「波形のピュアさ」などという視点は無視したほうが良いのかもしれない。

で、予想はしていたがメモリーの総量が限界を超えてコンパイルが通らなくなったので、システム全体のダイエットを行うことにした。 まずは64bit長でエントリーしていた関数全てを32bit長に修正したところ、なんとメモリーの余裕が30%も増えた、、、。

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次に、エントリーしているWavetableのうち、cos波形を排除してRAMの使用量をさらに圧縮した。

全体に余裕ができたので、音量調整用の16bitFileをエントリーしてみたが、何故かRAMの使用量が二倍になって仕舞い、破綻が発生することが判った。

ローカルで関数を宣言しないのが正解かも?と考えて、Volume制御系のデータArrayに、出力直をアサインしてみたが、、、

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これもアウト。 サブルーチン上にWavetableを展開するとメモリーをリザーブしただけでは済まず、実質的にダブルエントリーとなってしまうようだ、、、。

結局、今回はコンプ機能の導入を諦めることになったが、どうしても出音が気になってくる。 

明日は徹底的にWavetableのダイエットを行った実験用のプラットフォームを作って結果を試してみよう。

ちなみにこの方式を応用すると、リングモジュレーターやFM音源が作れそうだ。

posted by Yasuski at 03:40| LaVoixski

2019年02月27日

ロータリーエンコーダーの実装に関して

ここ数日間、新規に導入を検討しているロータリーエンコーダーシステムの実験を行っていたのだが、どうやっても増/減同一方向にしかカウントできない案件が発生。 当初はロータリーエンコーダーの故障を疑ったが、端子を変えても同じ動作をする。 また、プログラム側で極性を変えた場合でも、同一方向にのみカウントが亢進してしまう。

これは明らかに物理の問題なのだが、試しにPinA/Bに接続したノイズサプレッサ用のコンデンサを交換してみても状況は一向に改善しない。 回路的には変移する入力ステイタスのタイミングを見て、増減の方向を判断しているのだが、多分「特定パターンの変移」が読めないためにおかしな動作が発生しているようだ。

元記事を読んで、これが328向けに書かれたコードだったことを確認したが、328と比較して無闇矢鱈と処理速度が速いK-66では「pinの変移が読めないかもしれない」ことに気付いた。 

で、試しに数クロック分の無駄なタスクを追加した結果、

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ロータリーエンコーダーの正常な動作を確認できた。

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NOPは、無駄な動作を行っていないか確認を行うためのダミー。 pinに変移が発生した時のみ、タスクの処理を行っている。

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プラマイ両極性の変移も良好。 ノイズサプレッサの威力は絶大で、見事に誤動作を排除している。

動作が確認できたので、これもダミーで本来のシステムに近い状態を作って実験を行ってみたが、ひとつのカウンタを使い回す状態ではポットの個別データを保持することが出来ない。

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結局、ポット分のカウンタをロータリーエンコーダーの変移感知ルーチン側に仕込んで、スイッチで切り替えることになったが、これをパラメーターが多い側に仕込むのは結構な作業量になってしまう。

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結果的にはこうなってしまったわけだが、まともに動かせる自信がなくなってきた。 実際、RAMの使用量は94%に突入しているので、ここ数日の努力が無駄に終わってしまう可能性が疑われ始める。

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ポットの状態を管理するルーチンは、元のコードと比べて工程数が激減するわけでもなく、実際にMCU側の処理ステップ数で時間を計測してみたら存外遅延が増えている可能性もあるが、Timerで設定されたタイミンで定時に連絡を取りに行かないところがアドヴァンテージとなる筈だ。

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とはいえ、導入には巨大なカウンタのクラスタを生成する必要があり、そろそろメモリの余裕が無くなってき¥た。 従来はローカル関数で処理していたのだろうが、これらのアドレスが固定されてしまった状況で、はたしてシステムが正常に動作するのか? 実験を行って確かめたいところだが、その前にノイズサプレッサ=コンデンサの仕込みを行う必要がある。

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一方、クリックを検出する機構はループの巡回毎に端子の状態を読みに行くが、こちらの処理は軽く、遅延の発生は最小限に抑えられる。

クリック・ダブルクリックを行う毎にpotの読み出しアドレスを増減するインターフェイスの構造は従来のものと同じ。 ただし、アクセス時にpotの値を読み込まないので、無駄なデータの処理にタスクを割かれることはない。

このように、バックグラウンドの処理を極力抑えられたのは良いことなのだが、パラメーターの移植は大変な作業になった。

添付してたライブラリ類がなくなって、ソフトウエアのパッケージとしてはかなり身軽になったように錯覚したものの、本体はデータ別腹で4万行超えている。 物理面でもメモリをバカ食いしてるのが大問題で、ウエーブテーブル等はClass10とオーヴァースペックなmicroSDから直読みすればいけそうな気もするんだが、現行システムでは何故か通信のデータレートが激遅過ぎるので、それは無理っぽい。

追記:

実験の結果、残念ながらattatchInterruputを使用したロータリーエンコーダーの導入は失敗に終わった。

理由は憶測ではあるが、オーディオクロックの立ち上がり毎にハードなタスクをこなさなければならない状況の中で、他の外部端子からのスイッチングに拠るインターラプトが競合した場合に、ロータリーエンコーダー側の入力が競り負けてしまう現象で、入力に対する反応が安定せず、正常な動作を保証することができなかった。 

比較実験の過程で、奇しくもClickEncoderのセンシング・レートを低く設定した時に入力の精度が落ちる似たような状況に陥ってしまった。 センシングの頻度を下げた場合は、フリーランするループ内でエンコーダーの状態を反映するタイミングを外してしまい、結果としてエンコーダーの動作がおぼつかなくなることが判った。

ピッチの揺れに関する問題は、新規に導入した読み出しシステムの環境下で若干の改善が見られたが、インターラプト起動時に発生するタスクの変化が音声に反映される弊害も発覚している。 これにより、ロータリーエンコーダーの使用に伴って発生する処理演算のタスクが音声に影響していることを証明する形になったが、楽器としての実用性を考えた場合、出力音声が外乱からの影響を受ける現象を看過することが出来ない。

よって、計画は棚上げ・中止とすることが決定した。 
posted by Yasuski at 21:36| LaVoixski

2019年02月26日

ロータリーエンコーダーが消費するプロセッシングパワーについて

現在採用しているclickEncoderはTimer1に設定した1000usのタイミングに従って定期的にロータリーエンコーダーが接続された端子のセンシングを行っているが、毎時データを参照する分だけどうしてもタスクが増えてしまう。

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オーディオクロックを基準にすると1000usは1kHzとなるが、1ms毎に発生するタスクは結構大きなものがある。

フリーランさせているLoopルーチン内で発生する無駄なタスクの増加を解消するために、ロータリーエンコーダーからの入力をattatchInterruptで検知させて、その都度出力を行う方式への転換を検討している。

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clickEncoderを排除する手前、ダブルクリックの扱いにも変更を行うことになる。
posted by Yasuski at 03:35| LaVoixski

2019年02月25日

TFT液晶パネルの採用を考える

OLEDに対する拘りを捨てると、選択肢は一気に広がる。

s-l640.jpg

基板の端子配列パターンはおおまかに2種類存在しているようだが、一応両方のモデルを購入している。

3.5-inch-TFT-Touch-Screen-LCD-Module-3.jpg

が、青い方はどうもArduino互換ではなかった模様で(トップページから連想される製品仕様からするとこれはウソ)対処法としてはNucleoボードに搭載するか、もしくはリボンケーブルで配線を変更するしか無い。

基盤の設計は完了していて、赤い方の基板にはこれを使用することが出来る。

dueScope8.png

新しい設計の基板では、ロータリーエンコーダーの配線を変更してパラレル通信用の端子を確保している。

dueScope8sch.png
posted by Yasuski at 17:47| LaVoixski

2019年02月16日

音声編集のメソッドについて

プリセット・チャンネルの出力波形の編集を行う際に採り得る選択肢として、

1)目的とするヴォリューム群を一旦ゼロにリセットすることから始める。
2)もしくは12bit幅の最大値に上書きを行う。

という、2通りの方法が考えられる。

ポットの設定は簡単で、ポットを選択後に右側に2クリック動かすとほぼ最小値に、左側に動かすと最大値に出力を振り切らせることができる。

WS001678.JPG

より簡単に修正を行うには、最大値から適正値まで出力を減算していく手法が最適解と思われるが、この時に誤って波形データの変更を行うとオリジナルの状態が掴めなくなってしまうので、ポットを切替える時には誤動作に注意しなければならない。

問題は、今現在どのオシレーターを選択しているのかが判り難い点で、その場合は波形を切替えて該当するオシレーターを確認することになる。

何れにしても、離散したパラメーター群をまとめて俯瞰することは難しく、オシロスコープを併用した方がより確実に編集を行える。 出来れば専用のツールを開発したいところだ。
posted by Yasuski at 21:06| LaVoixski

記録ガイドの変更など

周波数検出機構周りを合理化した影響で、何故か音声ガイドが一斉に死亡する案件が発生した。

しかも、関連するLEDの点滅機構が同時に無効化されてしまっているのが謎だ。試しに対象となるLEDを変更したところ、こちらのアクセスは受け付けられるようで、全く訳がわからない。 音声ガイドはギミックなので諦めるとしても、LEDの点滅表示は必要な機能なので不具合を無視することが出来ない。

対策を熟慮した結果、動作不能となった全ての音声ガイド機能の代わりに目視に拠るLEDの発光パターンを組み込むことにした。

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波形パターンを登録するチャンネルに記録を行うメソッドをアドレス毎に直接編集するスタイルに変更したため、目視による確認がより効果的との判断もあったが、楽器の構造としてはこちらの方式の方がスマートだろう。

一方、波形編集機能の強化に伴って、オシレーター群のレベル管理に関する問題が表面化してきた。 

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VRポットの該当する箇所に記述している volumeInc は、12bitフルスケールで増幅倍率を等倍にするための係数だが、×1倍以上にレベルをオーヴァーさせないために、ロータリーエンコーダーからの出力値を12bit以内に制限するリミッターを設けている。

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プリセットを呼び出して、各音源のレベルをゼロにリセットした後、再度レベルの調整を行う。 レベルのリセットはパラメーターをいちいちコールするのが面倒だが、該当するアドレスのノブを2クリック増加方向(右)に回すだけで、ヴォリュームレベルを最小値+1(実質的には最小値)に設定できる。 逆にノブを減少方向(左)に回すと、12bitフルスケールの最大値をコールできる。 

実際的な運用方法としては、ポットの最大値を呼び出してから最適値まで増幅度を下げていく方式が推奨される。

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最新のデータがシーンメモリーに反映されない問題を解決するために、データ書き込みのタイミングでレジスタを上書きする仕掛けを追加した。

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その後、コード・エディットモード下で波形選択機能を使用した場合に、フリーズが発生するバグを確認した。 これは去年の夏場に体験した症状と酷似している。

既にコンパイラ、もしくはオプティマイザのバグが疑われる状況だったため、これを機にオプティマイザをLTOに変更したところ、問題は解決した。
posted by Yasuski at 07:58| LaVoixski

2019年02月15日

FVCに関連するルーチンの合理化について

少しでもピッチの安定度を向上させるため、周波数ディテクターを構成するFTMとPitch/VolumeValueの処理を行うルーチンのリレーションを強化した。

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LaVoixskiのプログラムはフリーラン状態のMainLoopと外部から入力されるオーディオクロックの波形が立ち上がるタイミングで動作するattatchInterruptおよびサブルーチン群で構成されているが、基本的にMainLoop内はフィジカル・インターフェイス系を、

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attatchInterrupt内はオーディオ処理系のタスクを中心に配置している。

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周波数を検知するFTM(Flexible Timer)は、これらのルーチンが処理を行うタイミングとは独立してカウンタを回しつつ、外部トリガ入力のアップエッジでカウント値の差分をキャプチャしているが、

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改装前のコードでは、FVC(Frequency to Value Converter)を総体として見た場合、FTMから駆動されるピッチ/ヴォリューム・コントローラーはMainLoop内に処理ルーチンが内包されていた。 

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FTMのカウントデータは、周波数の確定フラグが立った時点でPitch/VolumeValueを生成する処理ルーチンに転送され、計算が始まる。 

今回の改良では、今までMainLoop内に展開されていたPitch/Volume Valueの処理ルーチンをサブルーチン化し、

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FTMルーチンから直接これらを駆動することで、同一のタイミングで処理が開始されるようにした。
posted by Yasuski at 16:07| LaVoixski

2019年02月14日

出力波形のパラメーターを修正する機能を追加する

仕込んだ音色の修正を可能にしたいところではあるが、機能の実現にはパラメーター×チャンネル分のレジスタが必要で「Pot周り」の操作系が物凄くややこしくなってしまう。

そういえば、数年前にTeensy3.2の環境でメモリーバンクに直接アクセスして編集を行う機能を実装しようと目論んだが、タスクが重くなり過ぎて諦めたことを思い出した。 現在も既に処理限界に突入しそうな状況なので、これは無駄な改良と思える反面、将来的に採用するMCUの能力が上がった場合に備えて動作を実証する意義は否定出来ない。

いろいろと手段を考えた末、タスクの重い計算をロータリーエンコーダーのセンシングを行うルーチンに分散させること思い付き、リアルタイムで波形合成の編集を行う機能を実装することが出来た。 

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サンプリングレートと連動して計算を行っていた時は、オーディオクロック毎に浮動小数点演算のタスクを強いられていたのだが、この場合は数値の確定後に計算をスルーできるのがミソだ。

パラメーターが増えた分だけ運用法が複雑になってしまったが、プリセット状態で演奏を行う場合は全く影響はない。

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パラメーターの記録は、各々のアドレスで行うことが出来るようにした。 アドレス16番の波形編集専門チャンネルは不要となったので廃止。 同じアドレスには新たに記録可能なバンクを再構築している。

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パラメーターをアサインした場合にヴォリュームがゼロになってしまう弊害が露見しているが、対策として予め存在するデータにロータリーエンコーダーの値を足す方向でプリセットを調整できないか検討を始めている。

追記:

波形選択モードで何故か破綻が発生した結果、ロータリーエンコーダーでパラメーターの差分を扱う計画は失敗に終わった。 これは、閾値がオーヴァーしてしまうために発生するトラブルだと思われるが、現状ではメモリーの仕様が93%超えとカツカツで動作に支障をきたすレベルに到達したため、リミッターを追加しても別件で不具合が発生する可能性は否めない。 ということで、残念ながらこの計画は断念することになった。

実際に編集機能を運用してみたが、差分で操作を行わない仕様であってもあまり違和感を感じなかった。 ただし、音声編集モードに入って編集を行ってしまうと、「電源を落として再立ち上げするまでは元の状態に復帰できない問題」が発覚している。

「電源を落とせば現状に復帰する」というのはあまりに前時代的で不便なので、シーンメモリーにバッファーを追加しよう。

追記2:

バッファーの設定を勘違いしてマヌケなことをやっていたので修正を行った。

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要は、データを読みだした時の値を規定値として保持するためのレジスタを追加したということ。 ポットによっては、ローカルにこの手のバッファーを持っているものもあるが、今回はmicroSDからデータを読みだすタイミングでバッファリングを行い、アルペジエーターの起動スイッチがオフの時に保持したデータをポットのレジスタに戻す形で処理を集約している。

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編集時に元の音に復旧させる場合に問題があって、トップスイッチのオン・オフは演奏モードの再現を優先するためにリセットにともなって再生アドレスが変わってしまう。 このズレから復帰する方法は簡単で、アルペジエーター起動スイッチ=トップスイッチのオン・オフを行った後にチャンネル選択ノブを1クリック動かして元に戻すタイミングでローカルバッファーのデータを読み込ませればよい。 事前に混乱を避けるには、予め演奏モード上で目的のチャンネルを設定するとよいのだが、2つしかないノブにすべての機能を集約する分、常にアクセスできる情報は2系統となってしまうわけで、インターフェイスの設定はなかなか難しい。

遊んでいるアルペジエーターのスレッショルド設定チャンネルを音声編集用として利用する方法もあるが、それを実現するための具体策はまだ持ちあわせていない。

追記3:

リセットワークをサブルーチン化すれば、UpperKnobの状態=mode2によってリセットを行う対象を切り分けることが出来そうだ。
posted by Yasuski at 02:47| LaVoixski