カセットI/Fの話

・pbsavea.pl version 0.5 PB-100用 wav ファイル作成ツール

昔のPCはプログラムをサウンドデータに変換してカセットテープに保存という手段を使っていました。

ポケコンもカセットI/Fを使ってSAVE/LOADをしていました。

そのサウンドデータに関する情報をまとめておきます。

データフォーマット

まず基本のデータフォーマットですが、いわゆる周波数変調の方式（FSK変調）で1/0を表現します。

有名どころはカンサスシティスタンダード(KCS)と呼ばれるもので、詳しくはwikiなどを参照して貰えばわかると思いますが、ざっくり言うと、2,400Hzの8サイクルが1で1,200Hzの4サイクルが0を現します。なので1秒間に300bitの情報を送れることになります（いわゆる300ボーってやつです）。

CASIOのPB-100はまさにこの仕様を使っています。

SHARP系は4,000Hz 8サイクル/2,000Hz 4サイクルなので500ボーです。（このフォーマット、名前あるのかな？）

wavファイル

そもそも扱うデータが2値なので、割と簡単にwavファイルが作れます。

KCSフォーマットのデータを作ろうとすると、サンプリング周波数は最小で4,800Hz（何故ならば矩形波の1周期データを表すのに最低2つのデータが必要だから）、振幅は最小で8bit必要です（1/0/-1の状態しかないので2bitで事足りますが）。

ちなみに通常使うサンプリング周波数は、8,000/22,050/44,100/48,000といったところなので、これに合わせたいところですが8,000Hzではうまく2,400Hzを表現できません。なので最小は22,050Hzになります（多分）。1/9にすれば2,450/1,225Hzになりますので。

振幅のビット数が8bitの場合は最大255/最小0/センター128なので、2,400Hzを表現する場合は1周期が"FF FF FF FF FF 00 00 00 00"となり、これを8回繰り返せば"1"になります。1,200Hzは"FF FF FF FF FF FF FF FF FF 00 00 00 00 00 00 00 00"なので、これを4回繰り返すことで"0"となります。

SHARPの場合は8,000Hzがそのまま使えます。4,000Hzは"FF 00"を8回、2,000Hzは"FF FF 00 00"を4回繰り返せば良いことになります。

PB-100のフォーマット

(1)全体構成

(2)ヘッダ

(*1)種別：SAVE A形式の場合は"F"、SAVE形式は"D"。

(*2)行番号：プログラム先頭の行番号。BCDフォーマット。1234の場合は 0x34, 0x12。

(3)本体

(4) 1byteの構成

例えば 0x43 の場合は 0100 0011 なので、0 1100 0010 1 11 となります。

(5)プログラムの内部表現

例えば、

10 PRINT A

20 END

というプログラムを書いた場合、

10 00	行番号	2byte BCD リトルエンディアン
A6	PRINT	予約語：0xA6
20	A	内部コード：0x20
FF	行区切り
20 00	行番号
AA	END	予約語：0xAA
FF	行区切り

という感じで記録されます。

なお、コロン ' : ' は通常の文字としては 0x5F ですが、ステートメントデリミタとして使われているときは 0xFE になります。

あと、SAVE A 形式で記録する場合はページ区切りコード 0xE0 が入ります。

(6) PB-100 のキャラクタコード

(*) スペースは 0x00

(7) PB-100 の予約語コード

x0

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

x8

x9

xA

xB

xC

xD

xE

xF

8x

SIN

COS

TAN

ASN

ACS

ATN

LOG

LN

EXP

SQR

INT

FRAC

ABS

SGN

RND

RAN#

9x

LEN(

VAL(

MID(

KEY

CSR

TO

STEP

THEN

Ax

FOR

GOSUB

RETURN

IF

PRINT

INPUT

MODE

STOP

END

Bx

VAC

SET

PUT

GET

Cx

DEFM

SAVE

LOAD

VAR

LIST

RUN

CLEAR

(*) 'LEN(', 'VAL(', 'MID(' はカッコを含めて予約語として定義されています。

SHARP系のフォーマット

そのうちまとめようと思います。。。