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日本楽器製造はYM2413と同様の用途を持つ文字放送・キャプテン向けの2オペレーターのFM音源LSI「[[YM3526]]（OPL）」を[[1984年]]に発表・[[1985年]]から外販しており<ref name="news_19841031_nikkeisangyo>{{Cite news|和書|title=パソコンも楽器に|newspaper=日経産業新聞|page=8|date=1984-10-31}}</ref><ref name="news_19841031_dempa>{{Cite news|和書|title=FM音源LSI開発|newspaper=電波新聞|edition=第7版|pages=2|date=1984-10-31}}</ref>、YM2413はそのコスト削減版にあたる<ref name="man_20221121_portafm">{{Cite web|language=en|url=https://chipsynth.s3.amazonaws.com/PortaFM_manual.pdf|archiveurl=https://web.archive.org/web/20231017133846/https://chipsynth.s3.amazonaws.com/PortaFM_manual.pdf|archivedate=2023-10-17|title=PortaFM User's Guide v1.105|publisher=Plogue|accessdate=2023-10-17|date=2022-11-21}}</ref><!-- 杉谷成一『MSX2+ パワフル活用法』（アスキー、1989年1月）122頁には、YM2413の説明として「OPL（Y8950）からADPCM機能などを取り除き機能をFM音源部のみに絞り込んだもの」（要約）と記載されているが、『Y8950 Application Manual（MSX-AUDIO）』（ヤマハ）にはY8950のFM音源部はYM3526と同等と記載しており、また、OPL（YM3526）を指すとしてもYM3526はFM音源機能のみでADPCM機能は搭載されていない（『YM3526 FM OPERATOR TYPE-L』データシート、「パソコンも楽器に」日経産業新聞 1984年10月31日8面）。『MSX2+ パワフル活用法』のその部分の記述はYM2413の説明としては不適当な記述とみられる。-->。また、YM3526と後方互換性を持つ「[[YM3812]]（OPL2）」と同様にオペレータの波形を[[サイン波]]以外から選択できる機能を有している{{R|man_ym2413}}{{R|man_20221121_portafm}}{{R|man_ym3812}}{{efn2|選択できる波形の数はYM2413は2種類{{R|man_ym2413}}{{R|man_20221121_portafm}}、YM3812は4種類{{R|man_20221121_portafm}}<ref name="man_ym3812">{{Cite book|title=YM3812 FM OPERATOR TYPE-L(OPLII) APPLICATON MANUAL|publisher=ヤマハ}}</ref>。}}。
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このLSIはキャプテン端末・文字放送受信機の他に、[[1987年]]に発売された家庭用ゲーム機「[[セガ・マークIII]]」用の周辺機器「FMサウンドユニット」とその一体型機種である日本版の「[[セガ・マスターシステム]]」{{R|man_20221121_portafm}}{{R|news_198711_beep}}{{R|interview_20141218_gamewatch}}、[[1988年]]に発表された[[MSX]]規格、[[MSX2+]]のFM音源規格「[[MSX-MUSIC]]」{{R|journal_198811_ascii}}{{R|journal_198812_msxmagazine}}とその周辺機器「[[FM-PAC|FM Pana Amusement Cartridge（FM-PAC）]]」{{R|man_20221121_portafm}}{{R|news_198807_bamaga}}、パチスロ機『[[ニューパルサー]]』{{R|web_yamasa_pulser}}に採用・搭載されるなど、その低コストかつ組み込みが容易な性質から様々な目的で使用された{{R|man_20221121_portafm}}。
このLSIはキャプテン端末・文字放送受信機の他に、[[1987年]]に発売された家庭用ゲーム機「[[セガ・マークIII]]」用の周辺機器「FMサウンドユニット」とその一体型機種である日本版の「[[セガ・マスターシステム]]」{{R|man_20221121_portafm}}{{R|news_198711_beep}}{{R|interview_20141218_gamewatch}}、[[1988年]]に発表された[[MSX]]規格、[[MSX2+]]のFM音源規格「[[MSX-MUSIC]]」{{R|journal_198811_ascii}}{{R|journal_198812_msxmagazine}}とその周辺機器「[[FM-PAC|FM Pana Amusement Cartridge（FM-PAC）]]」{{R|man_20221121_portafm}}{{R|news_198807_bamaga}}、パチスロ機『[[ニューパルサー]]』{{R|web_yamasa_pulser}}に採用・搭載されるなど、その低コストかつ組み込みが容易な性質から様々な目的で使用された{{R|man_20221121_portafm}}。

2023年11月11日 (土) 01:19時点における版

YM2413

YM2413 （Operator Type-LL、OPLL）は日本楽器製造（現・ヤマハ）が開発し、1986年7月からサンプル出荷が開始された[1][2][3]2オペレーターのFM音源LSIである[4]。文字放送受信機・キャプテン端末用途を目的に開発された[1][2][3][5]。発売当時のサンプル出荷価格は1個3000円[1][2][5]。

概要

YM2413は、共通した音符符号化方式[注 1]を採用する符号化伝送方式（ハイブリッド方式）による文字多重放送（JTES）と日本のビデオテックス規格「キャプテン（CAPTAIN PLPS）」[7][8][9]の受信機および端末用の音源として開発されたFM音源LSIである[1][2][3][5]。

YM2413には、文字放送・キャプテンで使われる音色を含む[5][10]、15種類のメロディ楽器と5種類のリズム楽器の音色を音色ROMと音色回路に搭載し、また、ビブラート発振器と振幅変調発振器が内蔵されており、発音制御の簡略化が図られている[1][2][5]。また、9ビットD/Aコンバーター・水晶発振回路をLSI内に内蔵しており、音楽システムを少ないコストで実現できるように設計されている[1][2][10]。

日本楽器製造はYM2413と同様の用途を持つ文字放送・キャプテン向けの2オペレーターのFM音源LSI「YM3526（OPL）」を1984年に発表・1985年から外販しており[11][12]、YM2413はそのコスト削減版にあたる[13]。また、YM3526と後方互換性を持つ「YM3812（OPL2）」と同様にオペレータの波形をサイン波以外から選択できる機能を有している[10][13][14][注 2]。

このLSIはキャプテン端末・文字放送受信機の他に、1987年に発売された家庭用ゲーム機「セガ・マークIII」用の周辺機器「FMサウンドユニット」とその一体型機種である日本版の「セガ・マスターシステム」[13][15][16]、1988年に発表されたMSX規格、MSX2+のFM音源規格「MSX-MUSIC」[17][18]とその周辺機器「FM Pana Amusement Cartridge（FM-PAC）」[13][19]、パチスロ機『ニューパルサー』[20]に採用・搭載されるなど、その低コストかつ組み込みが容易な性質から様々な目的で使用された[13]。

機能

YM2413の発音モードは2つの種類が搭載されている。メロディ音9音を同時発音できるモードと、メロディ音6音とリズム音5音（バスドラム・スネアドラム・タムタム・トップシンバル・ハイハットシンバル）を同時発音できるモードである[5][10]。この発音モードはYM3526とYM3812と共通する機能であり[13]、メロディ6音・リズム5音同時発音モードは文字放送とキャプテンに対応した発音モードである[11][14][注 4]。

YM2413は、2オペレーターのFM音源とホワイトノイズ生成器・数種の周波数を合成するノイズ発振器を搭載している。メロディ音はFM音源を用いて音が生成され、リズム音は各リズム楽器によってFM音源、あるいはホワイトノイズとノイズ発振器の波形を合成して生成される[10]。 FM音源のアルゴリズムは、各オペレータを搬送波・変調波として用いるFM変調モード（直列接続）のみが搭載されている[10][27]。

YM2413に搭載されたメロディ音15種類・リズム音5種類の内蔵音色の他に、効果音や独自の音色を発音する目的でオリジナル音色レジスタが1音色分用意されており、FM音源を利用した独自のメロディ楽器の定義が可能である[5][10][27]。音色定義においては、搬送波・変調波の波形選択（サイン波・半波整流）、周波数倍率の変更、エンベロープの変更、持続音モード・減衰音モードの切り替え、音程によってエンベロープ速度を変化させるキースケールレートの変更、音程によって音の大きさを変化させるキースケールレベルの変更、ビブラート・振幅変調のON/OFF、変調波のトータルレベルの変更、フィードバックレベルの変更が可能である[10][13]。

YM2413のエンベロープジェネレータは、アタックレート・ディケイレート・リリースレートとサスティンレベル、トータルレベル等の要素によって音色の変化を制御する[10]。また、YM2413のエンベロープジェネレーターにはDP機能があり、キーオン直後の音の立ち上がり時間の前に作動する[10]。音色のエンベロープ定義では音の立ち上がり時間を示すアタックレート、アタックモード終了後の減衰時間を示すディケイレート、ディケイからの変化点を示すサスティンレベル、リリースレートの4つの値を設定できる。また、持続音モードと減衰音モードによって設定されたリリースレートの用途が変化する[10][27][注 5]。

メロディ音で使用する音色は各チャンネルごとにROMに搭載された15種類のメロディ楽器と1種類のオリジナル音色、合計16種類の音色の中から選択できる[10][28]。各リズム楽器の音色はROMに搭載された音色データで固定され、変更できない[10][13]。また、YM2413には選択された音色のキーオフ後の減衰時間を一定値に変更するサスティン機能が搭載されており、各チャンネルごとにON/OFFできる[10]。

メロディ音の音程は各チャンネルごとに設定できる。音程を決める周波数情報（F-Number）は9ビット（512段階）の解像度を持ち、8段階設定できるオクターブ情報（Block）と音色に設定された周波数倍率（Multiple）と組み合わされて、発音される周波数が決定される[10]。リズム音はFM音源を使って生成されるバスドラムはメロディ音と同様の手法で音程を設定する。それ以外のリズム楽器はホワイトノイズ生成器と8チャンネルと9チャンネルの周波数情報を利用するノイズ発振器を利用して、それぞれのリズム楽器に適した音が生成される[10][注 6]。メロディ音の各チャンネルと各リズム楽器の音量設定は16段階（分解能は3dB、0dBから-45dBの範囲）設定できる[10]。

YM2413はクロック周波数が2MHzから4Mhzの範囲内で動作するが、エンベロープジェネレータの速度と振幅変調発振器・ビブラート発振器は3.6MHz（3.579545MHz）を基準に設計されている。駆動電圧は+5V[10]。

YM2413を使用したPCM再生

テストレジスタ、マルチプルレベル、F-Numberレジスタの制御を利用して8bit相当のPCM再生を行うソフトウェアが存在[29][30]する他、テストレジスタを用いずに音源の仕様を利用したPCM再生の手法も公開[31]されている。

内蔵音色一覧

YM2413の内蔵音色には、文字放送の付加音機能（基本機能）とキャプテンのメロディ機能[注 4]で使われる音色（メロディ音9音色、リズム音5音色[注 7]）が全て含まれている[5][10]。

音色名は『YM2413 FM OPERATOR TYPE-LL（OPLL） アプリケーションマニュアル』（日本語版/英語版）[10][33]に従い、文字放送の付加音機能の基本機能とキャプテンのメロディ機能に対応した音色はdaggerで示した[5]。

メロディ楽器

リズム楽器

採用例

型番

  • YM2413 - 18ピン プラスチックDIP[10]
  • YM2413-F - 24ピン プラスチックSOP[10]
  • YM2413B - 18ピン プラスチックDIP[51]
  • YM2413B-F - 24ピン プラスチックSOP[51]
  • YM2413B-FZ
  • YM2413B-FZE2

亜種

  • YM2420（OPLL2） - 1987年に発売されたヤマハ製ショルダーキーボード「SHS-10」[52][53]、1988年に発売されたヤマハ製キーボード「PortaSound PSS-140」[54][55]などに使用[13]。YM2413と内蔵音色は基本的に同じだが、レジスタの配置が異なる[13]。
  • YVM156B（ADT） - 文字放送用のデコードLSIで、音源部にYM2413相当のFM音源を内蔵している[56][57]。
  • MS1823（2423B-X） - YM2413の内蔵音色を差し替えたもの[13]。Atari ST用FM音源カートリッジ「FM Melody Maker」[13]、フィリップス製ポータブルシーケンサー「PMC100」などで採用[58]。
  • YMF281（OPLLP） - YM2413の内蔵音色を差し替えたもので、パチンコ機・パチスロ機に適したメロディ楽器が内蔵音色に搭載されている[13][59]。主にパチスロ（4号機）で多く使用された。パイオニア製『オアシス』、サミー製『ジャパン』などで採用。[要出典]
  • VRC VII（VRC7） - 「ラグランジュポイント」に搭載されたコナミのファミリーコンピュータ用拡張LSIで、YM2413と類似したFM音源が内蔵されている。内蔵音色が差し替えられており、メロディ音の発音数が6音のみでリズム音源が削減されているなど、機能も一部異なる[13][60][61]。
  • U3567/UM3567 - YM2413の互換LSI。台湾のUMC（United Microelectronics Corporation）がマザーボードメーカー向けに限定販売している製品。互換と言っても電気特性、信号タイミング、内蔵音色がオリジナルと違っており、単純にリプレースすることはできない。[要出典]
  • この他、YM2413のデッドコピー品・偽造品も市場に出回っている[62][信頼性要検証]。

参考文献

  • 『YM2413 FM Operator Type-LL (OPLL) Application Manual』 ヤマハ
  • 『YM2413B OPLL FM OPERATOR TYPE-LL』（データシート） ヤマハ
  • 『YM3812 FM Operator Type-LL (OPLL) Application Manual』 ヤマハ
  • 『Y8950 APPLICATION MANUAL (MSX-AUDIO)』ヤマハ

脚注

[脚注の使い方]

注釈

  1. ^ 日本テレビ放送網・京王技研工業（現・コルグ）・沖電気工業が開発した音符符号化方式「MUSCOT（MUSic note COding and Transmisson technology）」[6][7][8]。
  2. ^ 選択できる波形の数はYM2413は2種類[10][13]、YM3812は4種類[13][14]。
  3. ^ a b キャプテンのメロディ機能は、ランク1から5に分類される利用者端末種別の機能とは別にオプション機能として定められていた[9][25][34]。また、メロディ機能の利用にキャプテン端末とは別売のメロディ機能用のデコーダーを必要とする場合も多かった[9][35]。
  4. ^ a b ハイブリッド方式の文字放送の付加音機能には基本機能と追加機能の仕様がそれぞれ定義されており、基本機能はメロディ音9音色・6音同時出力、リズム音5音色・5音同時出力、音の強さの指定が8段階（分解能は3dB、0dBから-21dBの範囲)、追加機能はメロディ音32音色・16音同時出力、リズム音16音色・8音同時出力、音の強さの指定が16段階（分解能は3dB、0dBから-45dBの範囲。加えて音強修飾符号を用いて1db単位で調節できる。）と定められていた[9][21][22][23]。また、キャプテンのメロディ機能[注 3]は文字放送の付加音機能の基本機能の仕様と同一で、拡張機能に関しては定められていなかった[7][9]。また、1987年にサービスが開始されたデジタル回線を利用するキャプテンの上位規格「ハイキャプテン」[24]にはADPCM方式による音声出力機能が搭載されたが、メロディ機能は従来のキャプテンと同じであった[25][26]。
  5. ^ 持続音モードの場合はディケイモードの減衰後にサスティンレベルに達した後はキーオン中は音が減衰されず、リリースレートはキーオフ後の音の減衰時間を示す。減衰音モードの場合はリリースレートはディケイモードからサスティンレベルに達した後の音の減衰時間を示し、キーオフ後の音の減衰時間は一定になる[10][27]。
  6. ^ タムタムはサイン波、スネアドラムは矩形波とノイズの合成、トップシンバル・ハイハットシンバルはノイズ発振器を利用して音が生成される[13]。
  7. ^ 最も多く使われている代表的な楽器として、弦楽器・管楽器・リード楽器・打弦楽器から9種類のメロディ楽器が、および5種類のリズム楽器が、文字放送とキャプテンの音符符号化方式の音色として採用された[32]。
  8. ^ アナログ電話回線を利用したキャプテンシステムの商用サービス開始は1984年11月30日[6][34][36]。
  9. ^ 付加音機能を含むハイブリッド方式の文字多重放送の本放送開始は1985年11月29日[38][39]。また、1986年7月のYM2413発売以降においても、ヤマハ・富士通ゼネラル・NHK放送技術研究所が文字放送受信機内蔵テレビや文字放送・キャプテン併用端末に搭載する目的で、文字放送用の2種類のLSI、文字放送信号取り込み用の「DRT（YM6030）」と画面表示および付加音処理用の「IDT（YM6404）」を1988年に共同開発しており、IDT側にはFM音源とDPCM音源が内蔵されていた[40][41][42]。
  10. ^ メロディ機能がオプション扱いであったキャプテンとは異なり、付加音機能は標準機能であった[9]。
  11. ^ 日本版「セガ・マスターシステム」の筐体の元となった、「セガマーク3」の海外版「SEGA Master System/Power Base」（1986年発売）にはFMサウンドユニットにあたる機能は内蔵されていない[13][44]。
  12. ^ MSX2+においてはオプション機能扱い[17][18]。MSX2+の後継規格「MSXturboR」では標準機能となった[45]。
  13. ^ FM-PACの発売自体はMSX2+規格の発表より前である[17][18]。また、FM-PACはMSX1、MSX2にも対応している[46]。

出典

  1. ^ a b c d e f 「日本楽器が音源用LSI」『日経産業新聞』1986年6月4日、9面。
  2. ^ a b c d e f 「日本楽器が来月から販売」『電波新聞』1986年6月4日、第7版、2面。
  3. ^ a b c 『本格通信用LSI「YM3405」など』（プレスリリース）日本楽器製造株式会社、1986年6月。オリジナルの2023年10月8日時点におけるアーカイブ。https://web.archive.org/web/20231008092157/https://network.yamaha.com/value/nw20th/download/release_ym3405.pdf。2023年10月17日閲覧。 
  4. ^ ヤマハ. “サウンドジェネレータLSI”. YAMAHA LSI. 2001年5月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2023年10月31日閲覧。
  5. ^ a b c d e f g h i 「メロディ15音色,リズム5音色を内蔵したFM音源LSI」『月刊アスキー』1986年8月号、アスキー、105頁、doi:10.11501/3250703。 
  6. ^ a b 花木森房「ニューメディア実践シリーズ MUSCOT&MUSICAL 第1回」『月刊アスキー』1985年6月号、アスキー、185-188頁、doi:10.11501/3250689。 
  7. ^ a b c 花木森房「ニューメディア実践シリーズ MUSCOT&MUSICAL 第4回」『月刊アスキー』1985年9月号、アスキー、214-217頁、doi:10.11501/3250692。 
  8. ^ a b 広野千春「文字多重放送/ビデオテックスにおける付加音情報」『音楽音響研究会資料』第4巻第5号、日本音響学会、1985年11月16日、15-21頁。 
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関連項目

ヤマハ製音源チップ
PSG
OPL
OPN
OPS
携帯電話組み込み用
Misc
DAC
DSP
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