PSG

Un générateur de son programmable (PSG) est un circuit intégré qui synthétise des formes d'onde audio sous contrôle numérique. Plutôt que de lire des échantillons ou des enregistrements stockés, un PSG génère du son en temps réel en combinant des formes d'onde de base, des canaux de bruit et des contrôles d'enveloppe. L'opérateur ou le système hôte envoie des commandes à la puce spécifiant les paramètres de fréquence, d'amplitude, de durée et de timbre, et le PSG produit de l'audio analogique ou des échantillons numériques vers un haut-parleur ou un amplificateur.

La plupart des conceptions de PSG intègrent trois ou quatre générateurs de tonalité indépendants, chacun capable de produire des ondes carrées à des hauteurs programmables. Beaucoup incluent également un générateur de bruit dédié qui peut être mélangé aux tonalités pour créer des percussions, des sons de vent et des effets. Le contrôle du volume se fait soit par un générateur d'enveloppe analogique intégré à la puce, soit par des registres d'atténuation numériques. La famille Yamaha OPN et l'AY-3-8910 sont des exemples largement reconnus qui sont apparus dans les bornes d'arcade, les ordinateurs personnels et les synthétiseurs au cours des années 1980 et 1990.

Le contrôle s'effectue via un petit ensemble de ports d'E/S ou de registres mappés en mémoire. Un microprocesseur ou un séquenceur dédié écrit les valeurs de fréquence, les sélections de forme d'onde et les niveaux de volume dans ces registres; le PSG maintient alors ces tonalités de manière autonome jusqu'à l'arrivée de nouvelles valeurs. Cet arrangement a rendu les PSG économiques pour l'audio de jeu et la génération de musique de fond, car un seul circuit intégré pouvait gérer des sons complexes et soutenus sans consommer de cycles de processeur pour la lecture d'échantillons.

Les limitations apparaissent rapidement dans la pratique. Les tonalités PSG ont une qualité caractéristique brillante et bourdonnante car les ondes carrées sont harmoniquement riches mais très éloignées des timbres acoustiques naturels. Le nombre fixe de voix contraint la polyphonie; les notes simultanées se disputent les générateurs disponibles. La résolution de fréquence sur les premières puces était grossière, rendant les transitions de hauteur fluides difficiles. Les concepteurs compensaient souvent en utilisant des changements de notes rapides, des astuces d'enveloppe de volume automatisées et un mélange généreux du canal de bruit pour masquer la dureté synthétique.

Le terme « programmable » reflète le contraste avec les générateurs de tonalité à fonction fixe antérieurs et avec les modules de synthétiseur analogiques, qui nécessitaient des réglages physiques de boutons ou des câbles de patch. Les systèmes modernes ont largement remplacé les PSG par la lecture d'échantillons et la synthèse logicielle, mais l'architecture survit dans le matériel de jeu rétro, la production de musique chiptune et les systèmes audio embarqués où les ressources CPU ou la mémoire sont sévèrement contraintes.