История создания синтезатора Артон ИК-51

На то время ИК-51 был самой продвинутой разработкой в стране, поскольку ни у кого не было опыта создания полностью цифровых синтезаторов. В ходе разработки надо было решать очень сложные задачи: способ формирования тембров, запись и хранение звуков ударных (полные сэмплы), надо было внедрять протокол MIDI. Аналог, конечно, был, правда, в основном, функциональный.

Специально под эту разработку Торгово-промышленная палата купила нам (УПО "Вектор") синтезатор Yamaha PSR31, собранный буквально на паре БИС. А что у них внутри - пойди догадайся. Правда, секрета большого не было, поскольку все патенты Yamaha мы просматривали. Поэтому шли своим путём, который занял времени год. Вопрос номер 1 в то время это быстродействие элементной базы. Когда посчитали, сколько операций за какое время требуется для формирования одного отсчёта, поняли, что серийные процессоры и микроЭВМ не тянут, поэтому было решено их применять для функций управления, а собственно генератор звуков сделать аппаратным. Труднее всего было со звуками ударных: для воспроизведения их сэмплов требовалось ещё большее быстродействие, поэтому решили применить отдельный процессор только для ударных звуков и остановили выбор на американском процессоре TMS320 (Texas Instruments), работающий на частоте 20МГц. Но это легко сказать: остановились. Нужно было изучить систему команд, написать программу, создать отладочные средства, откуда-то взять сэмплированные звуки, отладить программу, нарисовать и отладить схему и т.д. С отладочными средствами нам помогли ребята из Вильнюса: они как раз начинали работу над выпуском аналога TMS320, поэтому разработали для нас отладочный стенд. В дальнейшем они всё-таки разработали и выпускали этот аналог, и мы применяли его в ИК51, но работал он хуже, чем оригинал, да и применение его добавляло нам много мороки: он работал при питании 7,5В вместо 5, тактовая частота его было 15МГц вместо 20, потребляемая мощность была больше да и корпус был другой. Потом, где взять звуки ударных? Решили взять их с той же Ямахи. Для этого разработали и изготовили специальный сэмплер.

Теперь о тембрах. Если для коротких звуков ударных допустимо было иметь 8 разрядов, то для качественных тембров требовалось 16, плюс 16 голосов, в общем, аппаратный процессор тоже должен был обладать приличной вычислительной мощностью. И еще вставал вопрос о хранении сэмплов звуков, потому что ПЗУ большого объема тогда не выпускались. Параллельно с разработкой ИК51 у нас шла разработка собственного метода анализа/синтеза звука, который в дальнейшем можно было бы применять в наших синтезаторах. Теоретически мы такой способ нашли и решили частично его применить в ИК51. Этот способ был хорош тем, что информация о форме волны сэмпла могла занимать объем 256 байт, что сулило большую экономию памяти.

Также мы досконально изучили популярный в то время FM-синтез и применили его для синтеза тембра духовых, в котором есть текучесть спектра, недостижимая при записи формы волны. Хорошо потрудились наши штатные музыканты, расписав все авторитмы и включив в их список в группах Русские и Лезгинка наиболее популярные народные наигрыши. Конечно, инструмент получился сложным и довольно тяжелым. Но, во-первых, в дальнейшем планировалось изготавливать заказные БИС в том же Вильнюсе для этого класса инструментов и, во-вторых, в качестве компенсации за вес мы постарались добавить некоторые дополнительные возможности, которых не было в аналоге. Например, для каждого стиля появилась возможность выбрать один из 5-ти вариантов тембра баса, один из 5-ти вариантов партии баса, один из 5-ти вариантов тембра аккорда, о дин из 5-ти вариантов партии аккорда, что давало 50000 вариантов аккомпанемента.

В.Кузьмин,
Главный конструктор ИК51