采用快速緊湊的Raspberry Pi計算模塊3（Raspberry Pi Compute Module 3）的簡易設置，為Korg備受推崇的高端樂器提供了一種經濟高效的解決方案。

標志性的樂器制造商Korg起源于20世紀60年代的日本，最初將鼓機推向市場，隨后是日本第一臺合成器和世界上第一臺針式調音器。隨著20世紀70年代和80年代電子音樂的興起，Korg在國際上聲名鵲起。隨著對功能更強大且更實惠的合成器的需求不斷增長，Korg將其產品線擴展到家庭愛好者和專業表演者領域。Korg敏銳地意識到電子音樂制作的激動人心，該領域隨著家庭和辦公室計算的指數級增長而迅速發展，因此Korg很早就對基于DSP（數字信號處理器）的合成器產生了興趣。DSP是一種專用芯片，用于快速處理現實世界模擬信號的數字化版本，例如音頻輸入。

在20世紀90年代，使用定制的DSP以及摩托羅拉和德州儀器（Texas Instruments）的現成部件。2005年，Korg開始在其高端鍵盤中使用基于Linux的英特爾處理器作為DSP，首先從基于奔騰的OASYS開始，然后是基于Atom的Kronos。最近，Korg推出了一系列更易于使用的數字合成器，包括wavestate、modwave和opsix，這些合成器充分利用了Raspberry Pi計算模塊3的處理能力。

挑戰

現代合成器需要大量的計算能力來提供專業品質的音頻、豐富的功能和高度復音（即同時播放的聲部數量）。經典的Korg樂器使用多個定制ASIC（專用集成電路）來完成這項任務。由于基本功能被嵌入到硬件設計中，這些基于ASIC的系統的靈活性必然受到限制，而且這些定制系統也不便宜：1988年的M1鍵盤售價2749美元，相當于2022年的約6800美元。

為了擺脫ASIC設計的限制，Korg位于加利福尼亞州的研發團隊開始研究基于DSP的合成技術。其想法是使硬件通用化，而大部分功能則依賴于軟件而非硬連線電子電路。這樣的系統能夠運行許多不同類型的合成算法，如物理建模聲學樂器、虛擬模擬合成器、樣本播放、音色輪風琴等。

Korg研發團隊為1999年的OASYS PCI選擇了摩托羅拉DSP陣列，這是一款基于PCI的合成和效果系統，適用于Mac和Windows計算機，他們還為2005年的OASYS“工作站”鍵盤（一款針對專業用戶的高端樂器）設計了基于Linux的英特爾奔騰處理器。這些樂器提供了令人印象深刻的靈活性，但價格昂貴。“Oasys的價格是我們之前機器的兩倍多，”Andy Leary指出。然而，“它產生了一些其他樂器無法產生的令人難以置信的聲音。它確實是一款旗艦樂器，也是一款開創性的樂器。”

像2011年的Kronos這樣的后續產品繼續基于OASYS技術開發，同時實現了更標準的價格點，并顯然擊中了正確的音符：Kronos十年來一直是熱銷產品。

然而，Korg研發團隊的目標是降低價格點，同時不犧牲功能和保真度，他們還發現他們正在使用的平臺仍然存在技術問題。Korg為2017年的Grandstage和Vox Continental產品選擇了TI的OMAP平臺，該平臺將ARM CPU與DSP結合在一起，但盡管CPU和DSP位于同一芯片上，它仍然存在與舊的OASYS PCI相同的一些問題。“它仍然不是一個能夠完成所有工作的芯片。我們不得不處理DSP部分與運行用戶界面的主CPU之間的這種互連問題，”Andy解釋說。

解決方案

對于他們的下一個產品，Korg研發團隊的目標是通過將價格降至1000美元以下，使產品對所有音樂家都觸手可及。最終他們意識到，為傳統臺式機和筆記本電腦設計的解決方案“成本有點高”。他們轉而使用Raspberry Pi，“基本上得到了我們所需的一切，而且成本要低得多。它更小、更便宜、更快、更輕、更好，所有這些都是我們的明確道路，”Dan Phillips說。

另一個令人信服的因素是，使用Raspberry Pi計算模塊，一切都已經準備就緒。Korg可以專注于他們產品的定制方面，如專業品質的音頻硬件、實體鍵盤和廣泛的物理控制表面，然后只需插入一個部件即可提供CPU、RAM和存儲。“那部分工作已經完成了。它就像任何其他組件一樣；我們不需要布局電路板、構建和測試它。”為什么選擇 Raspberry Pi ？

Korg也被Raspberry Pi對長期產品路線圖和生產支持的承諾所說服——這是Korg的一個關鍵吸引力，因為Korg有時不得不因為DSP、內存和其他部件的停產而做出調整。“與一家生產大量產品并致力于持續生產和推動技術向下一代發展的公司合作是有道理的。這種保證正是企業所需要的，”Dan解釋說。

這也得益于Korg不需要做太多工作就能利用Raspberry Pi的優勢。事實上，他們購買了幾個計算模塊3單元，試用后發現“嘿，我們可以讓這個工作，”Andy說。

結果

2020年初，Korg研發團隊宣布了wavestate，這是其30年歷史的Wavestation的繼任者，也是其首款使用Raspberry Pi計算模塊3的樂器。原始的Wavestation具有傳奇地位，因此新款模型的發布引起了巨大轟動，人們寄予厚望。

Wavestation使用“波形序列”在樣本之間進行淡入淡出處理，將它們組合成新的聲音。Raspberry Pi驅動的wavestate在此基礎上推出了“波形序列2.0”，引入了廣泛的實時控制、受20世紀算法作曲啟發的復雜圖案創建和操縱，以及受控隨機化。它還比原始產品具有更高的音頻質量和更強大的合成架構，同時提供兩倍的復音能力。

基于加州的Korg研發團隊在轉向wavestate及其首款后續產品modwave波形表合成器之前，已經合作多年，這款產品同樣采用了Raspberry Pi技術。團隊在實施硬件設計之前，會使用軟件來制作樂器的原型。由于基本的軟件平臺已經能夠運行，因此從構思到2020年末發布，使用Compute Module 3開發wavestate僅用了相當短的一年時間。該設置包含兩塊電路板。主面板板包含所有用戶界面元素，包括顯示屏、按鈕、旋鈕、轉盤和其他特定于合成器的控件，以及支持這些控件并與CM3通信的MCU微處理器。另一塊電路板包含音頻、MIDI、音樂鍵盤和電源的子系統，以及CM3的插槽。

安迪介紹說："設置非常簡單。兩塊電路板。我們的理念是，當我們生產新產品時，可以保留相同的主板，其中包括處理器、音頻等。前面板提供了差異化；它可以根據需要進行定制，滿足特定儀器的精確需求。"

丹告訴我們：“并不是每個人都明白Raspberry Pi實際上在發聲——很多人認為它不能……我們使用CM3是因為它非常強大，這使得我們能夠創造出深沉、引人入勝的樂器。”

wavestate受到了廣泛的歡迎：“這對我們來說是一個非常成功的產品，并獲得了大量關注。人們對這款產品在價格點上所能做到的事情感到非常興奮。不知怎的，它似乎是在疫情初期推出的一個很棒的產品。”

當被問及轉向Raspberry Pi有多成功時，兩人表示銷量遠遠超出了他們的預期。“我們當然可以說，這些產品已經得到了市場的熱烈反響！”