이 섹션에서는 NES/Famicom의 사운드 하드웨어에 대해 설명합니다.

내부 2A03/2A07 채널

북미 NTSC NES의 2A03 칩. 이 사진은 일반적인 "G" 개정판입니다.

오리지널 프로덕션 Famicom의 2A03 칩. 이것은 칩의 첫 번째 버전이며 주기적 노이즈(periodic noise)를 지원하지 않는 유일한 버전입니다.

Ricoh RP2A03(또는 줄여서 2A03) 사운드 프로세서는 NTSC 지역의 모든 NES 모델에 표준으로 제공됩니다 (PAL NES 머신은 2A07과 함께 제공되며, 60Hz 대신 50Hz에서 실행되는 클럭 속도를 제외하고는 완전히 동일한 칩입니다). 5개의 채널이 있습니다: 2개의 구형파, 1개의 삼각파, 1개의 노이즈 생성기 및 1개의 디지털 샘플 (DPCM) 채널. 2A03은 원시(raw) 7비트 PCM 재생이 가능하지만 이 기능은 FamiTracker에서 지원되지 않습니다.

• 구형파 1 & 2
  

  4가지 듀티(duty) 설정 (12.5%, 25%, 50% 및 75%)으로 구형파를 생성합니다. 하드웨어 스윕(sweep) 컨트롤도 사용 할 수 있으며 Hxy 및 lxy 이펙트를 통해 액세스 할 수 있습니다.

  참고: 2A03에는 특정 주파수 사이를 전환할 때 듀티 페이즈(duty phase)를 재설정하는 버그가 있습니다. 이는 퍽하는 소리로 들릴 수 있으며 해당 주파수에서 비브라토 또는 피치 슬라이드를 사용할 때 눈에 띌 수 있습니다. 한 그룹에서 다른 그룹으로 주파수 레지스터를 슬라이딩 하면 듀티 페이즈가 재설정되는 8개의 주파수 레지스터 그룹은 800-700, 6FF-600, 5FF-500, 4FF-400, 3FF-300, 2FF-200, 1FF-100, FF-8이고 그룹 경계(boundary) 근처에 위치하고 비브라토로 글리치를 유발할 수 있는 문제를 발생시킬 수 있는 노트는 NTSC에서는 A-3, A-2, D-1, B-1, B-1, PAL에서는 A#3, A#2, D#2, A#1, F#1, D#1, C-1입니다.

• 삼각파
  

  주로 베이스와 드럼에 사용되는 삼각 파형. 그러나 이 채널에 대한 볼륨 컨트롤은 없습니다. 최대로 켜지거나 완전히 꺼져있습니다. 하드웨어 구현 방식으로 인해 DPCM 채널의 출력 레벨은 삼각파의 볼륨 출력에 영향을 미칩니다.

• 노이즈

  노이즈 생생기. 악기의 듀티 설정에서 선택 가능한 32767비트(노멀) 및 93비트(루프) 시퀀스를 생성할 수 있습니다. (V00 = 노멀, V01 = 루프)

• 차동 펄스 부호 변조 (Delta Pulse-code Modulation) (DPCM)

  저품질 DMC 샘플을 반복 재생하는 옵션과 함께 재생합니다. 대부분의 이펙트(아르페지오 및 피치 슬라이드 등)는 이 채널에서 작동하지 않으며 일부 이펙트는 이 채널에서만 사용할 수 있습니다. NES는 DMC 샘플을 16KB 뱅크에 저장합니다. 이전 버전의 FamiTracker는 DMC 샘플의 단일 뱅크만 지원했지만 프로그램 버전 0.3.8부터 DPCM 뱅크 전환이 구현되어 이 제한을 효과적으로 256KB로 늘렸습니다.

Audio used in

• 전부는 아니지만 대부분의 NES 및 Famicom 게임. 음악으로서의 DPCM은 주로 이후 게임에서 사용됩니다.

확장 음원 (Expansion sound)

Famicom에는 일부 카트리지에 있는 확장 칩의 사운드를 혼합할 수 있는 기능이 있습니다. 현재 Famitracker는 5가지 칩 확장을 지원합니다. 모듈 속성(Module Properties) 창에서 확장 음원(Expansion sound)을 활성화합니다.

Konami VRC6

Konami Virtual ROM Controller 6(또는 VRC6)에는 8개의 펄스 폭 설정이 있는 2개의 구형파 채널과 1개의 톱니파 채널이 있습니다.

• 구형파 1 & 2

  1/16(6.25%)에서 8/16(50.00%) 범위의 8가지 듀티 설정을 사용자가 마음대로 사용할 수 있다는 점을 제외하면 내부 하드웨어와 유사한 구형파를 생성합니다. 하드웨어 스윕(sweep)(Hxy 및 Ixy)을 사용할 수 없습니다.

• 톱니파

  톱니파 발생기. 이 채널의 볼륨 해상도는 FamiTracker에서 2로 나누어지므로 실제 볼륨 값을 얻으려면 FT의 값에 2를 곱합니다. 톱니파에는 실제로 "듀티 사이클(duty cycle)" 기능이 없지만 여전히 해당 악기(instrument) 설정(및 Vxx 이펙트)을 활용하여 총 볼륨 값에 32를 추가합니다. 이것은 톱니파 채널에 최대 볼륨 63을 부여하지만 해당 채널의 실제 최대 볼륨은 42(또는 vol:5, duty:1)입니다. 그보다 큰 값의 경우 볼륨이 증가하지 않지만 톱니파 누산기 오버플로로 인해 톱니파가 왜곡됩니다. 자세한 내용은 Vxx 이펙트를 참조하십시오.

Audio used in

• 악마성 드라큘라 (Akumajō Densetsu (悪魔城伝説) [Japanese Castlevania 3: Dracula's Curse])
• 망량전기 마다라 (Mōryō Senki MADARA (魍魎戦記MADARA))
• 에스퍼 드림 2 (Esper Dream II)

Konami VRC7

Konami Virtual ROM Controller 7(또는 VRC7)은 YM2413 파생 제품이지만 둘 사이에는 몇 가지 차이점이 있습니다. VRC7은 2-오퍼레이터 위상 변조의 6개 채널을 제공합니다(YM2413에는 9개가 있음). 또한 Yamaha 칩에서 발견되는 "퍼커션 모드"는 Konami 버전에서 무시되었습니다. VRC7에는 사용자가 수정할 수 없는 15개의 내장 패치가 있습니다(대부분 YM2413과 다름). 사용자는 최대 64개의 사용자 정의 악기(instrument)를 정의할 수 있으며 주어진 시간에 하나만 사용할 수 있다는 제한이 있습니다.

• 채널 1 ~ 6

  주파수 변조(FM) 사운드를 생성하기 위해 2개의 오퍼레이터(모듈레이터 1개와 캐리어 1개)를 사용합니다.

Audio used in

• 라그랑주 포인트 (Lagrange Point)

패미컴 디스크 시스템 사운드

Famicom 디스크 시스템에서 사용하는 Ricoh RP2C33은 기본 파형(Wave)테이블 지원으로 하나의 추가 사운드 채널을 추가합니다.

• FDS

  33개의 볼륨 설정이 있는 64 × 64 맞춤형 파형(Wave) 테이블을 사용하여 파형을 생성합니다. 최신 FamiTracker 버전은 최대 32까지 볼륨 범위를 지원하지만 패턴 편집기(pattern editor)의 볼륨 열은 0x0F에서 최대가 됩니다.

Audio used in

• 전부는 아니지만 대부분의 Famicom 디스크 시스템 게임.

Nintendo MMC5

Multi Memory Controller 5(또는 MMC5) 칩은 2개의 구형파 채널과 8비트 PCM DAC를 추가합니다. 현재 PCM은 FamiTracker에서 지원되지 않습니다.

• 채널 1 & 2 (구형파)

  하드웨어 스윕(sweep)(Hxy 및 Ixy)를 사용할 수 없다는 점을 제외하면 내부 채널과 사실상 동일한 구형파를 생성합니다.

• 채널 3 (PCM)

  FamiTracker에서는 사용할 수 없습니다. CPU 주기(cycles) 비용으로 8비트 PCM으로 쓸 수 있습니다. 2A03/2A07 7비트 PCM DAC와 달리 지정된 주소에서 카트리지 ROM의 데이터를 읽고 8비트 PCM으로 출력하도록 명령할 수도 있으며 CPU 주기도 희생됩니다.

Audio used in

• 저스트 브리드 (Just Breed)
• 4인 치기 마작 (Shin 4-Nin Uchi Mahjong) (MMC5 PCM을 사용하는 것으로 알려진 유일한 카트리지입니다.)
• 메탈 슬레이더 글로리 (Metal Slader Glory)

Namco 163

Namco 163(N163이라고도 하며 Namco 106 또는 N106이라고도 함)은 최대 8개의 추가 채널(사용할 채널 수는 구성 가능)을 추가하고 다양한 길이의 파형(Wave)를 재생할 수 있습니다. FamiTracker는 4~32개 샘플 길이(4개 증분)의 파형을 허용하지만 최근 발견에 따르면 실제 칩은 전체 채널/파형 메모리 공간을 읽을 수 있어 파형당 총 256개 샘플이 가능합니다.

모든 채널은 동일한 오실레이터를 공유하므로 전체 피치는 채널 수에 따라 달라집니다. FamiTracker는 그에 따라 피치 테이블을 계산하여 이 문제를 해결하므로 피치 슬라이드, 디튜닝 및 비브라토의 감도는 약간 다르지만 사용되는 채널 수에 관계없이 음표는 여전히 조율됩니다. 상위 피치 범위도 영향을 받습니다. 채널이 적다는 것은 상위 범위가 확장되지만 하위 범위의 일부가 손실됨을 의미합니다.

오실레이터가 하나만 있는 N163의 또 다른 부산물은 칩이 활성화된 채널을 통해 지속적으로 순환하여 각 주기마다 하나씩 클럭킹한다는 것입니다. 이것은 동일한 주파수 (NES CPU 주파수)/(15 클럭/채널 * x 채널)에 해당하는 고음 톤을 생성합니다. 8개 채널을 모두 사용할 때 채널 전환 히스 노이즈는 약 15kHz입니다. 더 많은 채널이 비활성화될수록 해당 숫자가 증가하고 채널 수가 5에 도달하면 히스 노이즈는 사람이 들을 수 있는 범위를 벗어납니다. Namco가 이 문제를 해결하지 않은 이유는 명확하지 않지만 RF 출력이 있는 Famicom을 통해 오디오 신호가 CRT TV에 내장된 저역 통과 필터링을 거치기 때문에 채널 전환 노이즈가 거의 들리지 않는 것으로 알려져 있습니다. 상대적으로 적은 수의 에뮬레이터가 실제로 이 동작을 구현하지만 현재 FamiTracker는 이 기능을 끌 수 있는 옵션을 제공하지 않습니다.

N163 악기 편집기(instrument editor)는 FDS 악기 편집기와 유사하지만 하나의 악기에서 최대 16개의 서로 다른 파형(Wave)을 정의할 수 있다는 차이점이 있습니다. 사용할 파형은 Vxx 이펙트 또는 파형 악기 매크로에 의해 선택됩니다. 또 다른 차이점은 공유 파형 메모리가 모든 채널의 파형를 저장하는 데 사용되며 해당 메모리의 위치를 ​​수동으로 정의해야 한다는 점입니다. 이것은 파형 설정 부분에서 이루어지며, 여기서 파형 크기는 단계별로 파형의 크기이고 파형 위치는 메모리의 위치입니다. N163 파형 메모리는 크기가 64바이트(또는 128 웨이브 스텝)이므로 32단계 파형 4개 또는 16단계 파형 8개를 저장할 공간이 충분합니다. 악기 편집기는 파형 크기에 따라 파형 위치를 제안합니다. 피치 테이블은 32단계 파형을 염두에 두고 계산되었으므로 2의 거듭제곱이 아닌 크기의 악기는 조율되지 않습니다.

악기가 동일한 메모리 위치를 동시에 읽으려고 시도하지 않도록 하는 것은 사용자에게 달려 있습니다.

• 채널 1 ~ 8

  악기에서 정의할 수 있는 임의 파형을 사용하여 사운드 출력을 생성합니다. Vxx는 사용할 파형을 선택하거나 Namco 163 악기에서 파형 엔벨로프를 정의할 수 있습니다.

4-channel audio used in

• 디지털 데빌 스토리: 여신전생 2 (Digital Devil Story: Megami Tensei II)
• 파이널 랩 (Final Lap)
• 마피 키즈 (Mappy Kids)
• 남코 클래식 2 (Namco Classic 2)
• 롤링 썬더 (Rolling Thunder)
• 삼국지 - 중원의 패자 (Sangokushi - Chuugen no Hasha)
• 삼국지 2 - 패왕의 대륙 (Sangokushi 2 - Haou no Tairiku)

8-channel audio used in

• 킹 오브 킹스 (King of Kings)
• 에리카와 사토루의 꿈 모험 (Erika to Satoru no Yumebōken)

지원되지 않는 확장 음원 (Unsupported Expansions)

FamiTracker의 향후 버전에는 이러한 칩에 대한 지원이 포함될 것입니다.

Sunsoft 5B (0CC 에디션에서 지원)

Sunsoft 5B(FME-7이라고도 잘못 알려짐)는 매우 흔한 General Instrument AY-3-8190의 하위 집합입니다. 이 칩은 50% 구형파를 생성할 수 있는 3개의 채널을 갖추고 있습니다. 이 외에도 5B에는 두 개의 하드웨어 생성기가 있습니다. 하나는 다양한 모양의 볼륨 엔벨로프를 생성할 수 있고 다른 하나는 의사난수(pseudo-random) 노이즈를 생성할 수 있습니다. 엔벨로프 생성기(generator)는 톱니파와 삼각파를 생성하도록 조작할 수도 있습니다. 생성기는 세 채널 모두에서 공유되므로 각각 한 번에 한 채널에서만 사용할 수 있습니다.

엔벨로프 및 노이즈 지원은 칩이 구현될 때 계획되어 있지만 소수의 플레이어만 5B의 전체 기능 세트를 에뮬레이션한다는 점을 명심하십시오(대부분은 "디폴트" 50% 구형파 톤만 지원하는 반면 다른 것들은 두 배의 해상도로 엔벨로프를 재생합니다.). 자세한 내용은 NSF 플레이어(NSF players) 페이지를 참조하십시오.

Audio used in

• 기믹! (Gimmick!)

Further reading

• 2A03 Audio - Nesdev Wiki
• MMC5 Audio - Nesdev Wiki
• VRC6 Audio - Nesdev Wiki
• VRCVII Chip Info by Kevin Horton
• Namco 163 Audio - Nesdev Wiki
• Famicom games with expansion audio - complete list