¿Recuerdas el Z80 que mencioné al comienzo del artículo? Este sigue siendo la CPU de 4 MHz habitual que has visto en muchas otras consolas y microordenadores, pero ahora tiene el privilegio de controlar un chip de sonido muy versátil: el Yamaha YM2610.
El Yamaha YM2610 junto al YM3016, situado debajo. Ambos chips son necesarios para reproducir audio.
El YM2610 es otro sintetizador FM del popular fabricante japonés. Este está estrechamente relacionado con el YM2612 del Mega Drive, pero no te dejes engañar por su nombre, pues la versión del Neo Geo es algo más avanzada (aunque con algunas concesiones).
Tanto el YM2610 como el YM2612 forman parte de la serie 'OPN' de gama alta, lo que significa que Yamaha habilita cuatro operadores por canal FM. El chip del Neo Geo cuenta con cuatro canales FM, que son, a decir verdad, dos menos que el YM2612. Y hasta ahí llegan los puntos débiles.
Los canales FM cuentan con un oscilador de baja frecuencia (LFO) para modular la amplitud o la frecuencia de los operadores. El LFO contiene un conjunto predefinido de frecuencias que van de 3,98 Hz a 72,2 Hz .
Video - Visualización en osciloscopio de Metal Slug 2 (1998), con los canales FM y ADPCM utilizados para la música.
Ahora bien, aunque el YM2610 es conocido por su síntesis FM, alberga funciones adicionales que no pasaron desapercibidas para los compositores musicales :
- Un Software-controlled Sound Generator (SSG): Este es el nombre que Yamaha da a un Generador de Sonido Programable (PSG). En esencia, el chip integra un Yamaha YM2149 heredado que puede generar tres ondas cuadradas con ruido opcional. También incluye control de envolvente.
- El YM2149 original incluía una interfaz llamada 'puertos E/S' para transferir datos entre la CPU y otro componente . Al ya no ser relevante, la variante integrada en el YM2610 no la incorpora.
- Siete canales ADPCM: Permiten reproducir muestras en formato ADPCM de 4 bits. Estos canales se dividen en dos grupos:
- ADPCM-A: Consta de seis canales, con una resolución de muestreo de 12 bits y una frecuencia de muestreo de ~18,5 kHz.
- ADPCM-B: Es el canal restante, con una resolución de 16 bits y una frecuencia de muestreo de hasta ~55,56 kHz (superior a la calidad de CD).
El YM2610 está conectado a dos chips de memoria del cartucho denominados V ROM. Estos almacenan las muestras ADPCM, con una V ROM por grupo ADPCM.
En conjunto, el subsistema de audio es una amalgama de las consolas de tercera, cuarta y (entonces inédita) quinta generación. Sin embargo, a diferencia del soporte CD, los cartuchos del Neo Geo tienen una capacidad limitada, por lo que los canales ADPCM están principalmente condicionados por las limitaciones de almacenamiento. En cualquier caso, algunos juegos encontraron disposiciones ingeniosas para el ADPCM, dejando el FM como elemento secundario .
Por último, el YM2610 trabaja en tándem con otro chip: el Yamaha YM3016. Este es un Conversor Digital-Analógico (DAC) dedicado de 16 bits, que toma la señal digital de salida del YM2610 y la convierte en audio analógico (comprensible para los altavoces).
El director de orquesta
Para que el chip de audio haga algo con sentido, el Z80 debe comandarlo correctamente. Por ello, el Z80 ejecuta un programa almacenado en otro chip independiente denominado M1 ROM, que se encuentra dentro del cartucho de juego, concretamente en la CHA Board. El programa del Z80 suele denominarse driver de sonido, y hubo múltiples implementaciones .
El Zilog Z80, el NEO-D0 y sus alrededores.
En la misma línea, el Z80 va acompañado de un controlador propietario llamado NEO-D0, que actúa como banco de memoria y controlador de E/S.