DIP-48 · 8364R7 · disegno, non fotografia
Chip dell'AmigaCommodore (MOS / CSG)
1985
Paula
Quattro voci a 8 bit, l'unità floppy, la porta seriale e gli interrupt: tutto in un chip.
Il Paula è il chip audio dell'Amiga, con quattro canali di campioni digitali a 8 bit che suonano da soli via DMA, ma controlla anche i floppy, la porta seriale, i controller analogici e gli interrupt. È rimasto lo stesso in tutti gli Amiga, dall'A1000 al CD32.
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Portia, il primo chip di Glenn Keller
Nei prototipi della Lorraine si chiamava Portia. Il progetto è di Glenn Keller, ed è stato il primo chip che ha disegnato. Uscì nel 1985 con l'Amiga 1000, con la sigla 8364, in un DIP a 48 pin, e si dice che il nome Paula venga da "Ports, Audio, UART and Logic": porte, audio, UART (la porta seriale) e logica.
La sigla riassume bene il chip. Il suono è la parte famosa, ma il Paula è anche il controller degli interrupt dell'Amiga, il controller dell'unità floppy, la porta seriale e il lettore dei controller analogici. Chi ne ha smontato il silicio dall'interno ha trovato tutto questo, blocco per blocco, in un solo chip.
Quattro voci
Il Paula ha quattro canali audio. Ogni canale suona campioni digitali (PCM) a 8 bit, che va a prendersi da solo nella Chip RAM via DMA: il processore deve solo dirgli dov'è il suono, quanto è lungo, a che velocità suonarlo e a che volume. Poi il Paula lo ripete finché non gli dicono di fermarsi.
Ogni canale ha la sua frequenza e il suo volume, da 0 a 64. Via DMA, ogni canale arriva a 28 867 campioni al secondo, il che dà suoni nitidi per l'epoca. Se il processore alimenta il Paula direttamente, o se lo schermo è in un modo a scansione più veloce dell'ECS o dell'AGA, si può andare oltre.
Lo stereo è all'antica: due canali vanno solo all'uscita sinistra e due solo alla destra, senza vie di mezzo. È per questo che, in cuffia, molta musica dell'Amiga ha strumenti interi da un solo lato. Un canale può anche modulare il volume o la frequenza del suo vicino, per vibrati e tremoli, ma fu usato di rado.
Più che suono
Il controller dei floppy è insolitamente flessibile. Legge e scrive l'intera traccia in una volta, grezza, a 500 kbit/s in doppia densità, e lascia al software (e al Blitter) il compito di codificare e decodificare i dati. Poiché non gli servono gli spazi tra i settori dei PC, lo stesso dischetto da 3,5" che su un PC contiene 720 KB su un Amiga ne contiene 880 KB. E legge formati strani: PC, Mac con l'unità giusta, perfino dischetti del Commodore 1541 con un'unità da 5,25" adattata.
La porta seriale è semplice, senza buffer, ma accetta praticamente qualsiasi velocità, compresi i 31 250 baud del MIDI. Il Paula legge anche quattro ingressi analogici (due per porta joystick), per paddle e joystick analogici, e il secondo e terzo pulsante del mouse.
Infine è il Paula che riceve le richieste di interrupt da 14 fonti diverse (fine di un suono, floppy pronto, Copper, Blitter, porta seriale e altre) e le passa al 68000 ai livelli da 1 a 6.
Il chip che ha inventato la musica MOD
Nel dicembre 1987 il tedesco Karsten Obarski pubblicò l'Ultimate Soundtracker, il primo tracker: un programma in cui la musica si scrive in colonne, una per canale del Paula, con campioni di strumenti. Il formato di file, il MOD, conservava i campioni a 8 bit pronti da suonare sul Paula, quindi la musica consumava pochissimo processore e ci stava nei giochi.
Il Soundtracker originale accettava 15 strumenti. Fu smontato e migliorato da gruppi della demoscene, e seguirono il NoiseTracker, degli svedesi Mahoney e Kaktus, nel 1989, e il ProTracker, nel 1991, con 31 strumenti. Molti giochi usavano i MOD come musica di sottofondo, e il formato passò al PC e continua a vivere nella demoscene.
Fu questa musica a quattro voci, con lo stereo tagliato a metà e il suono un po' ovattato dal filtro d'uscita, a dare ai giochi dell'Amiga il loro suono caratteristico.
Il chip che non è mai cambiato
L'ECS e l'AGA cambiarono l'Agnus e il Denise, ma il Paula restò uguale: dentro è funzionalmente lo stesso dall'A1000 al CD32. Quello che cambiò fu il contenitore: nell'A600, nell'A1200, nell'A4000 e nel CD32 compare in PLCC a 52 pin (8364R7PL), a montaggio superficiale.
Poiché l'hardware non cambiava, la comunità spremette quello che c'era. Il sistema audio AHI usa un trucco per suonare audio a 14 bit: due canali suonano lo stesso campione, uno con la parte alta a volume massimo e l'altro con la parte bassa a volume minimo, e la somma dà più risoluzione. Restano due canali a 14 bit invece di quattro a 8.
Nel CD32 la musica in tracce CD non passa dal Paula: c'è un convertitore a 16 bit dedicato sulla scheda. Il Paula continua a occuparsi degli effetti sonori dei giochi.
Lo sapevi che…
Si racconta che Paula fosse anche il nome della fidanzata del progettista del chip, all'epoca.
Il volume non si ottiene con un amplificatore per canale: il Paula accende e spegne il segnale molto in fretta (modulazione a larghezza di impulso), e la media dà il volume richiesto.
Si racconta che il "bum" della Boing Ball sia una registrazione di Bob Pariseau che colpisce la porta di un garage con una mazza da baseball di gommapiuma.
I file MOD hanno dentro il marchio "M.K.". Si dice spesso che siano le iniziali di Mahoney e Kaktus; un'altra versione le attribuisce a Michael Kleps, un altro degli autori del formato.
Il filtro che attenua gli acuti non è nel Paula, è sulla scheda, e taglia intorno ai 3,3 kHz. Quando il software lo disattiva, il LED di alimentazione perde luminosità.
Le unità ad alta densità dell'A3000 e dell'A4000 sono speciali: con i dischi HD girano più lentamente, perché il Paula riceva i dati allo stesso ritmo di sempre.
Nei floppy Amiga la parola di sincronizzazione è di solito $4489. Il Paula riesce a cercarla da solo mentre legge la traccia.
I quattro canali di Paula
Paula suona quattro suoni insieme, ognuno con il suo volume. Non c'è controllo della posizione: due canali escono sempre da un lato e gli altri due dall'altro. La maggior parte delle fonti mette lo 0 e il 3 a sinistra (la 3ª edizione del manuale Commodore dice il contrario). Ascolta con le cuffie.
Premi un canale per sentire da che lato esce.
