Yamaha YM2151

Yamaha é uma conhecida e antiga companhia japonesa, com mais de 100 anos, cuja área de atuação vai desde a fabricação de motocicletas até equipamentos eletrônicos, mais notavelmente equipamentos musicais eletrônicos e não eletrônicos, sendo esse último segmento o que mais traz o reconhecimento da marca pelo público em geral.

Assim como a maioria das empresas japonesas, a Yamaha expandiu seus horizontes para além das fronteiras orientais entre os anos 60 e 70 onde adquiriu expertise suficiente para que enfim nos anos 80 conseguisse o reconhecimento da indústria e demais profissionais da musica, através de seus aclamados sintetizadores da série DX mais notavelmente o DX-7, usado por diversas bandas, como A-Ha, Whitney Houston, Phil Collins, dentre outros.

DX Series tribute

DX7 – classic logo

FM synthesis everywhere

A década de 80 foram os anos de ouro dos teclados e sintetizadores baseados em síntese FM, ou sintese de frequência modulada.

O que se conhecia de aplicação relativa a Frequência Modulada (FM), até o fim dos anos 60, estava relacionado a transmissões de rádio, sendo essa a aplicação a mais conhecida até os dias atuais sendo amplamente difundida através das rádios FM espalhadas pelo planeta.

No final dos anos 60, o professor, compositor e músico, John M. Chowning, descobriu e desenvolveu na Universidade de Stanford, o algorítmo de síntese baseado em Frequência Modulada (FM), tendo essa técnica sido patenteada por John e a Universidade de Stanford e posteriormente licenciada em 1974 para a Yamaha que no mesmo ano fez seu primeiro protótipo de um sintetizador baseado em FM.

Entretanto um sintetizador FM comercial da Yamaha, de fato só apareceu no mercado em 1980 através daquele que se tornou o primeiro produto comercial da empresa com sintetização FM, o Yamaha GS-1.

Um dos grandes diferenciais dos sintetizadores FM era justamente a sua capacidade de ser controlado “programáticamente”, algo até então impensável para os sintetizadores analógicos como os dominantes Moog da época.

O próprio GS-1 tinha um mecanismo rudimentar de carga e armazenamento de programas que poderiam modificar as “vozes” do sintetizador, o que era feito através cartões magnéticos desenvolvidos especificamente para esse sintetizador.

Tal técnica me levou a “fazer uma engenharia reversa mental aqui” e a concluir que tal mecanismo não é nada mais do que um leitor de fita magnética bem mais limitado, porém nos mesmos moldes conceituais dos utilizados nos micro computadores da década de 70 e 80, para ler e armazenar programas em uma era pré-dispositivo de armazenamento em massa (aka disquetes de 360 Kb e 720 Kb).

GS1 demo (GS1 voice library)

The Yamaha YM2151

O YM2151 é o primeiro sintetizador FM auto-contido em um único chip que não necessita de chips e circuitos adicionais para realizar uma sintetização de som FM e cuja aplicação inicial era para uso embarcado em teclados Yamaha, como o DX21 e o DX100.

Além disso o YM2151 também foi bastante usado em máquinas de arcade da Atari, Konami, Capcom e Namco e em computadores da linha MSX através de modelos da própria Yamaha, CX5M e também através das expansões SFG-01 e SFG-05 feitas pela própria Yamaha para computadores da linha MSX.

Além de teclados e computadores fabricados pela própria Yamaha, um outro dispositivo conhecido por embarcar um YM2151 internamente é o módulo MIDI FB-01, também da própria Yamaha.

Vampire Killer on Yamaha FB-01

O FB-01 é um módulo MIDI de baixo custo, portanto sem muitas features para edição de “vozes” e quaisquer controles adicionais, sendo possível fazê-lo através de editores de MIDI como Unisyn e talvez até o meu preferido Aria Maestosa (o mesmo usado no vídeo acima).

YM2151 meets MSX

Conforme descrito anteriormente, a própria Yamaha participou do consórcio MSX com os seus modelos CX5M e também com seus módulos externos SFG-01 e SFG-05, esses dois últimos também integrados aos CX5M via slot de expansão dessas máquinas.

A diferença entre a SFG-01 e a SFG-05 fica por conta do software embarcado em ROM desses módulos que são bem diferentes e também pelo fato do SFG-01 não poder receber comandos de entrada via porta MIDI, com isso esse módulo não pode ser conectado a um teclado via porta MIDI padrão, ficando restrito apenas à porta proprietária do módulo, compatível apenas com alguns teclados da Yamaha feitos exclusivamente para uso nesse módulo.

Já o SFG-05, além de melhorias no software embarcado em ROM, pode se conectar com qualquer dispositivo MIDI via porta de entrada padrão MIDI (IN) e receber comandos MIDI, possibilitando assim a integração do SFG-05 com qualquer dispositivo compatível com MIDI existente no mercado.

Lara plays, playlist (CX5M/SFG-05)

Além das diferenças descritas acima, os módulos SFG-05 receberam o chip YM2164 ao invés do YM2151, sendo ambos são compatíveis com pequenas diferenças, apenas na mudança dos registradores de teste e reset do operador de baixa frequência (Low Frequence Operator ou simplesmente LFO) e também no Timer B que teve sua resolução de tempo duplicada, de 1024 ciclos no YM2151 para 2048 ciclos no YM2164.

Apesar da diferença nos chips ser pequena e bem sutil, a parte de software pode sim ser influenciada a ponto de gerar incompatibilidade ou até mesmo um funcionamento indesejado, entretanto como a ROM BIOS desses módulos também foram mudadas, a própria Yamaha se encarregou de deixar as coisas funcionais, considerando o seu software sequenciador interno em ROM que, diga-se de passagem, no SFG-05 foi bastante modificado principalmente na parte da interface com o usuário.

Ainda no MSX, temos pelo menos dois programas reconhecidos por fazer uso do YM2151/YM2164. Um deles é o VGMPlay e o outro é o Pop!Art VGM Player, ambos tocadores de músicas no formato VGM, que é um formato que possibilita a reprodução de musicas de vídeo games nos mais variados chips de som suportados pelo formato, incluindo o próprio YM2151/YM2164.

Pop!Art first preview playing on SFG-05 card

YM2151 today

Atualmente chips com capacidade de sintetização FM, como o YM2151, devem estar cada vez mais restritos a nichos de música, uma vez que mesmo os vídeo games modernos tem uma capacidade fenomenal de processamento e com isso terminaram por abolir o uso desses chips como parte central de sua capacidade multimídia nesses consoles.

Com isso é bastante comum que a indústria de video-games se utilize cada vez mais de orquestras e sons gravados analogicamente, o que possibilita a convergência dos chips de som desses consoles para circuitos DACs de alta resolução.

Entretanto apesar de seu uso estar cada vez menor pelo mainstream, chips como o YM2151 encontraram um ótimo nicho no universo DIY (Do It Yourself), também conhecido como maker.

YM2151 Arcade Classic VGM Player (hardware)

Assim o “espírito da sintetização FM” deve permanecer preservado e garantido para as futuras gerações.

Resta apenas saber se empresas como a Yamaha continuarão fabricando chips como o YM2151, YM2164 e YM2413, futuramente….esperamos que sim 🙂

[]’s
PopolonY2k

Print Friendly, PDF & Email

Leave a Reply

%d bloggers like this: