Paula

Sur les prototypes de Lorraine, elle s'appelait Portia. La conception est de Glenn Keller, et ce fut la première puce qu'il conçut. Elle sortit en 1985 avec l'Amiga 1000, sous la référence 8364, dans un DIP de 48 broches, et on dit que le nom Paula vient de « Ports, Audio, UART and Logic » : ports, audio, UART (le port série) et logique.

Le sigle résume bien la puce. Le son est la partie célèbre, mais Paula est aussi le contrôleur d'interruptions de l'Amiga, le contrôleur du lecteur de disquettes, le port série et le lecteur des manettes analogiques. Ceux qui ont examiné son silicium de l'intérieur ont trouvé tout cela, bloc par bloc, dans une seule puce.

Paula a quatre canaux sonores. Chaque canal joue des échantillons numériques (PCM) de 8 bits, qu'il va chercher tout seul dans la Chip RAM par DMA : le processeur n'a qu'à indiquer où se trouve le son, sa longueur, à quelle vitesse le jouer et à quel volume. Ensuite Paula le répète jusqu'à ce qu'on lui dise d'arrêter.

Chaque canal a sa fréquence et son volume, de 0 à 64. Par DMA, chaque canal monte jusqu'à 28 867 échantillons par seconde, ce qui donne des sons nets pour l'époque. Si le processeur alimente Paula directement, ou si l'écran est dans un mode de balayage plus rapide de l'ECS ou de l'AGA, on peut aller au-delà.

La stéréo est à l'ancienne : deux canaux vont uniquement à la sortie gauche et deux uniquement à la droite, sans intermédiaire. C'est pourquoi, au casque, beaucoup de musiques Amiga ont des instruments entiers d'un seul côté. Un canal peut aussi moduler le volume ou la fréquence de son voisin, pour des vibratos et des trémolos, mais cela a rarement servi.

Le contrôleur de disquettes est d'une souplesse inhabituelle. Il lit et écrit la piste entière d'un coup, en brut, à 500 kbit/s en double densité, et laisse au logiciel (et au Blitter) le soin de coder et décoder les données. Comme il n'a pas besoin des espaces entre secteurs des PC, la même disquette 3,5" qui contient 720 Ko sur un PC en contient 880 Ko sur un Amiga. Et il lit des formats étranges : PC, Mac avec le bon lecteur, et même des disquettes du Commodore 1541 avec un lecteur 5,25" adapté.

Le port série est simple, sans mémoire tampon, mais accepte pratiquement n'importe quelle vitesse, y compris les 31 250 bauds du MIDI. Paula lit encore quatre entrées analogiques (deux par port de manette), pour les paddles et les joysticks analogiques, ainsi que les deuxième et troisième boutons de la souris.

Enfin, c'est Paula qui reçoit les demandes d'interruption de 14 sources différentes (fin d'un son, disquette prête, Copper, Blitter, port série, et d'autres) et les transmet au 68000 sur les niveaux 1 à 6.

En décembre 1987, l'Allemand Karsten Obarski sortit Ultimate Soundtracker, le premier tracker : un programme où la musique s'écrit en colonnes, une par canal de Paula, avec des échantillons d'instruments. Le format de fichier, le MOD, stockait les échantillons en 8 bits prêts à être joués par Paula, si bien que la musique consommait très peu de processeur et tenait dans les jeux.

Le Soundtracker d'origine acceptait 15 instruments. Il fut désassemblé et amélioré par des groupes de la demoscene, et suivirent NoiseTracker, des Suédois Mahoney et Kaktus, en 1989, puis ProTracker, en 1991, avec 31 instruments. Beaucoup de jeux utilisaient des MOD comme musique de fond, et le format passa sur PC et reste vivant dans la demoscene.

C'est cette musique à quatre voix, avec sa stéréo coupée en deux et son son un peu étouffé par le filtre de sortie, qui a donné aux jeux Amiga leur son caractéristique.

L'ECS et l'AGA ont changé Agnus et Denise, mais Paula est restée la même : à l'intérieur, elle est fonctionnellement identique de l'A1000 au CD32. Ce qui a changé, c'est l'emballage : dans l'A600, l'A1200, l'A4000 et le CD32, elle apparaît en PLCC de 52 broches (8364R7PL), montée en surface.

Comme le matériel ne changeait pas, la communauté a pressé au maximum ce qui existait. Le système sonore AHI utilise une astuce pour jouer du son en 14 bits : deux canaux jouent le même échantillon, l'un avec la partie haute au volume maximal et l'autre avec la partie basse au volume minimal, et la somme donne plus de résolution. On obtient deux canaux de 14 bits au lieu de quatre de 8.

Sur le CD32, la musique des pistes CD ne passe pas par Paula : elle a son propre convertisseur 16 bits sur la carte. Paula continue de gérer les effets sonores des jeux.