Las cintas de audio no fueron diseñadas para ello. Sin embargo, resultaba muy sencillo de construir un chip que pudiera generar una señal electrica que fuera almacenable como audio.
Eso hace que haya bastantes limitaciones.
Más adelante contaré los problemas derivados de esto, aunque de momento me voy a concentrar en como funcionaba de manera más somera.
El sonido es una vibración. Para poner un símil, es como una ola en el agua. Piensa en una piscina. Las olas no dependen de la cantidad de agua que contiene la piscina, sino de las oscilaciones que hay en esta.
El sonido es similar, solo que en vez de ondas de subida y bajada tan visuales que se forman en el agua, se tratan de oscilaciones en el aire, hacia adelante y hacia atrás de la propagación del sonido.
Sin embargo, pensar en las oscilaciones del agua te ayudará a "ver" mejor de lo que estamos hablando.
Ahora, nosotros lo que queremos es transmitir datos (digitales, 0s y 1s) usando dichas vibraciones.
Las vibraciones tienen ciertas particularidades. Veámoslas. 1- Son ondas sinusoidales (como semicírculos para arriba y para abajo)
2- La onda tarda cierto tiempo en dar una "vuelta" (para arriba y para abajo antes de repetirse, conocido como "periodo"). Normalmente de lo que se habla es de cuantos periodos por segundo contiene una onda concreta. (o sea 1/tiempo de una vuelta). A esto es lo que se le denomina, freciencia de una onda. En sonido, la frecuencia es lo que determina cuanto de agudo o grave es dicho sonido. A mayor frecuencia, más agudo es el sonido. (Recuerda que mayor frecuencia es que la onda es más corta, o sea más rápida. Frecuencia=1/tiempo). Por eso, las cargas más rápidas del Amstrad tenían pitidos más agudos
3- La onda puede subir o bajar más o menos. La altura de la onda determina el volumen de esta. A este concepto se le denomina amplitud.
4- Las ondas al propagarse simultáneamente, se suman, aunque cada una conserva su propiedades (dirección, amplitud y frecuencia).
5- Cada medio de propagación provoca ciertos efectos a la onda de sonido. A veces puede acelerar o decelerar las ondas (y por tanto modificar sus frecuencias). A veces lo hacen según las frecuencias de estas. Las amortiguan (reducen la amplitud de la onda) más o menos a través de su propagación y según la frecuencia de estas...etc, etc.
De hecho, los medios que utilizamos permiten almacenar tan solo ondas de ciertas frecuencias máximas.
Ver (http://www.monografias.com/trabajos7/grabmac/grabmac.shtml)
De ahí que de la onda que aparentemente generemos a la hora de grabar y la que recuperemos en la lectura puede sufrir considerables modificaciones.
Bien... Sabido esto nos topamos con como vamos a almacenar nuestra información digital en el medio analógico...
Podríamos pensar en lo siguiente...
***** |
|
-------------------- | Onda de sonido
|
**** *********** |
11110000011111111111 - Bits
¿ Facil verdad ?
PUES NO. NO VALE
Eso no es una onda sinusoidal. Fíjate que pasa si son todo 0s
******************** |
|
-------------------- |
|
|
Eso se podría considerar una onda de una frecuencia bajíiiiisima. Una frecuencia tan baja que no hay medio que lo propague.Tenemos por tanto que limitar las frecuencias que vamos a usar para codificar la información.
Bién. Entonces optemos por dar una frecuencia al 0 y otra al 1.
Entonces necesitamos una "vuelta" para cada bit.
** ****
* * ** **
* * * *
------*------*----------*----------*
| * *| * *|
| * * | ** ** |
| ** | **** |
| | |
++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Bit 0 Bit 1
Ahora si :-). Con este modo de enviar la información usamos X frecuencias
concretas por lo que el medio lo admite perfectamente siempre y cuando sean
frecuencias adecuadas para el canal.Regresemos al CPC. El CPC disponía de una circuitería de I/O a la cinta, pero este lo enviaba como un flujo eléctrico capaz de oscilar tan solo entre dos posibles valores. O's y 1's.
Cuando esto se traduce a sonido hay que tener en cuenta que la resultante tan solo va a ser una función que solo puede ser resultado de la suma de ondas del tipo anterior. Nos vemos, por tanto, limitados por el canal a un conjunto de ondas de unas frecuencias determinadas. Por tanto, debemos dedicarnos a conmutar entre 0s y 1s a frecuencias adecuadas para el canal usado. Normalmente se usaban frecuencias entre 400 y 6000 ciclos (periodos) por segundo también conocido como Hertzios.
Por tanto en escritura el resultado era:
0 1 0 1 0 - Estado del chip
+++++----------++++++-----++++++ - Duración del estado
*****| |******| |******
| | | |
------------------------------- - Onda eléctrica generada
| | | |
********** *****
***** * *
* * * ** * **
-------*----------*----*-----*----* - Onda de audio final (aprox.)
* *** * *
****** ***
Como puede observarse, la onda cuadrada original queda deformada. Esto
es debido a que para crear dicha onda cuadrada se requieren la suma de
infinitas ondas sinusoidales de frecuencias que van desde la frecuencia principal hasta el infinito. (En su momento proporcionaré el enlace a una
explicación para esto). El canal, al destruir las frecuencias altas, la onda se deforma quedando "ondulada" pero la frecuencia principal (la de los cambios entre 0s y 1s) se respeta (aunque queda añadida una latencia a la escritura pero esto es de poca importancia ya que la información como tal está contenida en las frecuencias.
Veamos ahora el proceso inverso.
***** * *
* * * ** * **
-------*----------*----*-----*----* - Onda de audio
* *** * *
****** ***
++++++++----------++++++-----++++++ - Valores devueltos por el chip
0 1 0 1 0
En este caso, el chip informa de un 0 cuando la componente de audio es
positiva(la gráfica está por encima del punto medio), y 1 cuando es
negativa. Como se puede ver, los tiempos de 0s y 1s se han mantenido
(exceptuando el comienzo que quedaba antes fuera de la gráfica).Debo recordar que estos 0s y 1s no son la información que vamos a grabar. Tan solo son información del chip del audio. Como decía antes, si usasemos antes esto para guardar directamente los 0s y 1s proporcionaríamos sonidos con frecuencias muy diferentes y las frecuencias que cayesen fuera del rango admitible por el canal este sufriría deformaciones y los valores no cuadrarían. De hecho, este es un caso "perfecto". En la realidad, el canal sufre además de ruido y otras imperfecciones. Pero si nosotros usamos frecuencias suficientemente separadas dispondremos de suficiente margen como para que una distorsión no fuera suficiente para cambiar nuestra valoración de las frecuencias que consideramos 0s y las que consideramos 1s.
Por tanto, para recuperar los bits de información lo que se hace es contar cuanto tiempo se tarda en conmutar entre 0 y 1 del chip de audio, que es en realidad el periodo de la onda original ( y 1/tiempo -> frecuencia ). Y según dicho periodo/frecuencia, se determina si es un 0 o un 1.
Esto es de lo que disponemos en un CPC, y usando ensamblador podemos aprovechar la cinta por completo. Ahora bien, el Amstrad proporcionaba ciertas rutinas en ROM que, aprovechando estas capacidades, las usaba de un modo concreto.
La mayoría de juegos optaron por proporcionar cargadores alternativos para poder crear efectos como barras de color durante la carga, aunque la mayoría aporta poco en cuanto a la codificación de 0s y 1s.
Las rutinas del firmware permiten trabajar con archivos, pero también como subbloques directos. Los archivos estaban construidos de estos subbloques.
Estas son las propiedades del subbloque: