Soundchip

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AY-3-8910 Soundchip
Yamaha YMF744 Soundchip (Synthesizer)

Unter einem Soundchip versteht man einen integrierten Schaltkreis zur Klangerzeugung und -ausgabe in elektronischen Musikinstrumenten und Computern. Sie enthalten mindestens einen D/A-Wandler und eine Schnittstelle zum restlichen System.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ende der 1970er Jahre wurden Soundchips erstmals für Arcade-Spiele verwendet. Der bekannteste Soundchip dieser Zeit dürfte der AY-3-8912 gewesen sein, der auch später als YM2149 vermarktet wurde.

In den 1980er Jahren waren Soundchips in Heimcomputern die einzige Möglichkeit, Musik und Klänge wiederzugeben, da die damalige Technologie der Analog-Digitalwandlung und Sampling auf 8-Bit-Systemen nur unbefriedigende Ergebnisse bei relativ hohem Ressourcenverbrauch ermöglichte. Neben dem AY-3-8912 (u. a. im Mattel Intellivision, Amstrad CPC und Atari ST zu finden) ist der SID im C64 als bekanntester Soundchip zu nennen. Weitere klanglich interessante und heute noch in der sogenannten Micromusic verwendeten 8-Bit-Soundchips finden sich im Nintendo Entertainment System (2A03), im Super NES (SPC700) und im Game Boy. Mit den damaligen Sound-Chips waren bereits mehrstimmige Melodien abspielbar. Einige ermöglichten eine Klangerzeugung, wie man sie aus Synthesizern kannte.

Ab Anfang der 1990er Jahre wurden Soundchips für PCs auf Soundkarten eingeführt, die auf der FM-Synthese basierten (Yamaha YM3812 und Nachfolger, besser bekannt als OPL). Ohne Soundchip konnte die Tonausgabe nur über den Systemlautsprecher als Piepen (monophones Rechtecksignal) erfolgen. Dem gegenüber konnten diese Chips MIDI-Signale selbständig in Töne wandeln. Die damaligen Chips lehnten sich stark an die Entwicklung elektronischer Musikgeräte wie Keyboards und Synthesizer an.

Spätere Soundchips verfügten neben polyphone Klangsynthese auch über einen eigenen Speicher als ROM (z. B. Sample-ROM) oder RAM (zur Entlastung des Systemspeichers) sowie über einen eigenen Prozessor zur Entlastung der CPU und waren in der Lage, gespeicherte Klänge zunächst in 8-Bit, später in 16-Bit-Technik abzuspielen. Weit verbreitet waren die Chips des Firma E-mu, die wie bei Samplern, ausgehend von einem MIDI-Signal, beliebige Instrumente abspielen konnten, die in Klangbänken, sogenannten Sound Fonts zusammen gefasst waren, Diese Karten wurden bereits für kommerzielle Musikproduktionen eingesetzt.

Mit Aufkommen besserer PCs und des AC-97-Standards, wurden die Chips für PCs harmonisiert. Diese enthalten meistens integrierte Wandler und Mischer und verzichten zunehmend auf Audiosynthese in Hardware. Stattdessen gibt es immer mehr Funktionen zur Bearbeitung des Klangs auf WAV-Ebene. Für Anwendungen in Musikgeräten sind Klangerzeugungs-Chips mit MIDI-Funktionen jedoch nach wie vor gebräuchlich[1] – insbesondere für FM-Synthese.[2] Diese werden oft in Selbstbauprojekten verwendet[3]. Darüber hinaus gibt es FM-Synthese-Chips in programmierbarer Hardware[4] sowie in virtueller Form für PC-Audio-Software[5] als plugin[6] und sogar freeware.[7]

Moderne Soundchips mit Signalprozessor bezeichnet man als APU (audio processing unit) oder Audio-CODEC.

Technik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Man kann verschiedene Ausführungen unterscheiden:

  • Onboardsoundchips: direkt auf der Hauptplatine befindlich und daher preisgünstig, über PCI angeschlossen
  • Soundkarte: Soundchip auf Steckkarte mit weiteren Komponenten zur nachträglichen Erweiterung des Systems
  • Chips für externe Consumer Soundgeräte zum Anschluss an Systeme, die nicht über Erweiterungsslots verfügen, angeschlossen mittels USB oder FireWire
  • Chips als herstellerspezifische Sonderbauformen für elektronische Musikinstrumente

Beispiele[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Commons: Soundchips – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. SAM2695 Single Chip Synthesiser with Effects | Profusion. Abgerufen am 17. Juli 2020.
  2. Fabian Günther-Borstel: OPL2 & OPL3, ihre Klone und Nachbauten. In: AmoRetro.de. 2017, abgerufen am 17. Juli 2020.
  3. Thorsten Klose: OPL3 Chips. In: www.uCApps.de. 16. Februar 2020, abgerufen am 17. Juli 2020.
  4. Jürgen Schuhmacher: A FM-Synthesis Module in VHDL with 8 operators - J.S. 2006. 96KHZ, 2006, abgerufen am 17. Juli 2020 (englisch).
  5. Test: Yamaha Vintage Plug-In Collection, Steinberg. In: AMAZONA.de. 2. Januar 2012, abgerufen am 17. Juli 2020 (deutsch).
  6. OPL by discoDSP - FM Synthesizer VST VST3 Audio Unit. Abgerufen am 17. Juli 2020 (englisch).
  7. Ben James: VST4FREE. Bruce Sutherland, 2020, abgerufen am 17. Juli 2020 (englisch).