La workstation GEM S2 e la sua sorella maggiore S3, possono essere considerate uno degli ultimi esempi di synth-workstation professionali concepiti e prodotti interamente da un’azienda italiana.
La Generalmusic pianificò la serie “S” agli inizi degli anni 90 (qualcuno dice quando ancora nelle insegne campeggiava il nome ELKA) e la sviluppò grazie alle nuove tecnologie acquisite dall’azienda a partire dalla serie WS (leggete qui il nostro articolo relativo alla Ws2).
Grazie ai nuovi chip sonori e alle nuove risorse tecnologiche sviluppate dalla casa di Mondaino, il personale tecnico dell’Ex ELKA, realizzò una tastiera workstation che poteva essere usata sia su di un palco, che in uno studio di produzione musicale con ottimi e sorprendenti risultati.
La serie, composta da S2, S3 e S2R (nonchè da un unico esemplare ad 88 note chiamato S4), disponeva infatti di un sistema operativo evoluto e moderno ( il MIOS), un display grafico all’avanguardia per i tempi, un sequencer completo e professionale e di un sofisticato pannello dal layout elegante e funzionale.
Il cuore dello strumento era un processore Motorola, un 68302 simile a quello utilizzato nei computer Atari ST del tempo.
Si trattava di un processore interno a 32 bit (una vera potenza per l’epoca) molto performante e versatile che poteva eseguire sia il codice scritto nelle ROM dello strumento ma anche programmi caricabili da floppy disk (Il Sample Translator ne era uno degli esempi).
I due modelli S2 e S3, si differivano solamente per il numero di tasti: l’S2 aveva una tastiera di 61 note e il S3 di 76 note. Entrambe i modelli avevano un’ottima tastiera semi-pesata sensibile alla dinamica e con aftertouch polifonico (una vera rarità per l’epoca).
Sul pannello frontale erano disponibili sette slider e sette pulsanti programmabili; anche le due wheel di Pitch e Modulazione erano programmabili e grazie alla sua doppia porta MIDI (In/Out/Thru) completamente programmabile, la tastiera si poteva trasformare in una potente e funzionale master keyboard da utilizzare sia in situazioni live che in uno studio di produzione.
La struttura del motore sonoro era simile a quella dei precedenti modelli Korg:
due oscillatori per voce (i modelli Turbo potevano anche usare un oscillatore per voce, ma con alcune limitazioni). Ogni oscillatore poteva usare una (o due sui modelli Turbo) delle 209 forme d’onda incluse nella ROM o uno qualsiasi dei multisamples caricati nella RAM.
La serie S presentava alcuni vantaggi rispetto alla concorrenza dell’epoca (Korg M1, il Roland D-50, Ensoniq VFX, Yamaha SY77 o il Kurzweil K2000) che ancora oggi possono essere considerati i suoi veri punti di forza:
- era possibile creare loop sugli inviluppi
- disponeva di aftertouch polifonico sulla tastiera
- aveva un grande display LCD grafico: unico nel suo genere tra gli strumenti dell’epoca
- sette slider e altrettanti pulsanti programmabili non era una dotazione comune
Inoltre, la serie S poteva fare delle ottime emulazioni di sintetizzatori analogici, ancora oggi validissime, dalle texture profonde, bassi potenti e disponeva di una ricca e variegata selezione di strings ed ottoni sintetici molto interessanti.
Guardate il video demo realizzato dal maestro Marcello Colò per rendervi conto delle potenzialità sonore ed espressive di questo strumento.
Mentre per saperne di più sullo strumento, vi consiglio di leggere attentamente l’ottimo articolo a cura di Riccardo Gerbi su Strumenti Musicali http://www.smstrumentimusicali.it/gem-s2-synth-legend/
Mettiamo il Turbo.
Per dare maggiore spinta al prodotto e per renderlo compatibile con il nuovo standard GM promosso in quegli anni da Roland, la GEM rilasciò nel 1994 un Kit di espansione denominato Turbo Kit.
Questa nuova espansione, installabile anche come retrofit nei prodotti precedenti, aggiungeva nuove ed interessanti funzioni.
Il Turbokit era essenzialmente una scheda aggiuntiva, che veniva cablata direttamente nella scheda madre principale.
Conteneva EPROM di memoria più grandi, memorie SRAM tamponate che non perdevano i dati una volta che si spegneva la tastiera e una serie di circuiti logici di controllo.
Includeva anche una “potenziale” interfaccia SCSI, che non vide però mai la luce.
Probabilmente i progettisti avevano pensato di estendere lo strumento con un Hard Disk.
Grazie al Turbokit vennero aggiunte le seguenti funzionalità:
- Sulla generazione sonora potevano essere utilizzate due nuove modalità operative: un doppio oscillatore o un oscillatore singolo.
- La polifonia venne espansa a 32 voci
- I suoni in ROM passarono a 500 e 100 performance erano finalmente disponibili in ROM e accessibili ad ogni accensione dello strumento.
- Vi era la possibilità di avere 2 MB di memoria SRAM backuppata da batteria tampone dove potevano essere memorizzate le wave importate nello strumento.
- Nel sequencer i suoni potevano essere modificati mentre la sequenza era in esecuzione e cosa molto interessante, l’LFO poteva essere sincronizzato con il clock MIDI.
- Memoria interna: è possibile configurare un disco RAM tamponato a batteria (con moduli di memoria aggiuntivi).
- Venne integrato nel sistema il Sample Translator e quindi era possibile importare direttamente nuovi campioni in molti formati.
- Venne introdotta la compatibilità con gli standard GM e GS della Roland che proprio in quegli anni si stava affermando.
Insomma tanta roba.
Mettere il “turbo” ai giorni nostri
Come tutti sapranno l’azienda ha chiuso i battenti molti anni fa e chiaramente non vi è al giorno d’oggi nessuna possibilità di acquistare una nuova scheda di espansione per queste tastiere.
In realtà questa mia affermazione non è del tutto vera.
Esiste infatti un’interessante progetto che potete vedere a questo link,
https://ditronix.net/shop/gemclub-turbokit-plus/
nel quale alcuni tecnici si sono cimentati nella realizzazione di una nuova versione del kit che può ancora essere acquistata ed installata.
Ovviamente si tratta di una emulazione della scheda originale ma comunque altrettanto funzionale e con alcuni indiscussi vantaggi come il minor peso o la possibilità di utilizzare componenti più moderni e attuali.
Quindi se volete mettere il turbo alla vostra S2 o S3, potete acquistare questo nuovo kit ed espandere la funzionalità della vostra tastiera anche nel 2023!
Incredibile!!
Per i più curiosi a questo link potete trovare tutta la storia e lo sviluppo dell scheda.
GEM Generalmusic S2 S3 Series Synth Retrofit Turbokit
Mettiamo le mani nell’hardware.
Ho acquistato questa tastiera usata nel corso del 2023 tramite uno dei tanti annunci on-line disponibili in rete e anche se all’apparenza lo strumento sembrava in buone condizioni, nella realtà presentava molti problemi e difetti sia estetici che funzionali. Riportarla in condizioni “accettabili” non è stato semplice e ha richiesto molte ore di lavoro. Purtroppo il dial e molti switch del pannello non rispondevano più ed alcuni tasti della tastiera davano problemi.
Per cambiare gli switch è stato necessario smontare interamente il pannello superiore dello strumento compreso il display ed il suo controller grafico oltre al survoltore della retro-illuminazione: l’intervento ha richiesto un considerevole lavoro.
Nella galleria seguente potete vedere alcune foto dell’intervento.
La tastiera aveva diversi tasti che non rispondevano alla dinamica.
Smontandola ho constatato che alcuni passanti del PCB non conducevano più il segnale e alcune molle erano sganciate e non effettuavano più il contatto con la barra di chiusura comune.
Il floppy ad un certo punto ha smesso di leggere i dati salvati sui dischetti e non avendo installato il turbo kit era un grosso problema perchè ad ogni spegnimento, tutte le impostazioni o le sequenze interne venivano perse.
Con molta pazienza ho sostituito il floppy con un più moderno e funzionale lettore di pennette USB.
In fondo al presente articolo trovate i passi e le procedure che ho eseguito per farlo funzionare.
Ho disponibile anche un Turbo Kit originale che ancora non ho installato e che magari più avanti proverò a montare; eventualmente per questa nuova avventura ci diamo appuntamento ad un prossimo post.
L’architettura interna.
Da un punto di vista logico, l’architettura interna di questi synth non era molto diversa da quella di un Home computer dell’epoca tipo l’Atari ST.
Le principali differenze erano sul dispositivo di visualizzazione: un monitor per gli home computer e un display per la workstation e per il fatto che quest’ultime disponevano di una generazione sonora estremamente sofisticata e performante.
Per il resto, l’architettura della main board, con i suoi bus dati, indirizzi, chip select, etc, poteva essere considerata abbastanza simile.
La generazione sonora era realizzata con ben 4 DSP (probabilmente erano degli ASIC appositamente realizzati) che accedevano sia alle MASK ROM della wave table sia alla memoria RAM dove venivano caricati i campioni dei suoni letti in formato Wave o processati dal Sample Translator.
4 convertitori digitali analogici a 18 bit (AD1865N) venivano utilizzati per gestire le varie uscite audio.
L’aftertouch era gestito tramite una striscia di gomma conduttiva posta soto la tastiera ed un ingegnoso circuito che rilevava i punti di pressione.
Di seguito trovate una galleria di foto dell’interno dello strumento.
Floppy o floppy delle mie brame…
I progettisti dell’S2 e dell’S3 avevano dotato lo strumento di un floppy disk da 3.5” (molto in voga nei primi anni 90) sul quale salvare il contenuto della memoria interna dello strumento (RAM) che altrimenti veniva perso allo spegnimento della tastiera.
Purtroppo, nella versione pre-turbo, la RAM non era “backuppata” da una batteria tampone e tutte le performance, le songs e le altre risorse venivano perse allo spegnimento se non salvate.
All’avvio della macchina, le risorse presenti nel floppy venivano “ricaricate automaticamente”, permettendo di ritrovare lo strumento nella stessa condizione in cui lo si era spento invece che nella condizione iniziale di default.
Appare evidente che nel caso in cui il lettore floppy non funzionasse, l’utilizzo dell’S2 era fortemente compromesso o comunque difficoltoso.
Essendo un dispositivo elettromeccanico, la probabilità che questi lettori continuino a funzionare dopo venti o trenta anni di inattività, è decisamente bassa. Purtroppo è quello che è successo anche sulla mia tastiera: nessun floppy veniva letto né vi era la possibilità di salvare dati su di esso.
Lo strumento monta un lettore Floppy della EPSON (modello SMD-300) non più in produzione da anni e ai nostri giorni, molto difficile da reperibile (se non a costi davvero improponibili).
Sostituirlo con un altro lettore floppy, non è così semplice.
Sebbene tutti i lettori floppy anche quelli più moderni dispongono dello stesso tipo di interfaccia e di alimentazione, il comportamento dei segnali di controllo e la specifica gestione software che il sistema operatovi della serie S (il MIOS) non ne consente una sostituzione immediata ed il rimpiazzo con uno diverso da quello di serie.
Personalmente ho testato decine di lettori floppy senza alcun successo.
Per prima cosa gli attuale lettori floppy lavorano sulla selezione DS1 al posto della DS0 richiesta dalle serie S, ma soprattutto si comportano diversamente nella gestione dei segnali di Index e di cambio floppy.
Personalmente ho modificato un paio di lettori, riuscendo a farli “vedere” al controller della mia S2 ma riscontrando sempre dei problemi di “inserimento disco e/o di disco non rilevato”.
Come se non bastasse il sistema operativo della GEM, supporta due differenti formati di formattazione:
Una formattazione “di lavoro” specifica del sistema operativo e utilizzata per salvare e leggere le risorse dello strumento con una capacità di 1.62 MB e una modalità “standard” con la quale lo strumento può leggere i normali dischetti DOS da 1.44 o 720 MB ma dai quali può caricare solamente i Midifile e i file Wave.
Il motivo per cui Gem / GeneralMusic fece questa distinzione tra dischi ” di lavoro ” e “standard” a mio avviso venne fatta per superare alcuni limiti che erano presenti nella gestione dei normali dischetti MsDos come la lunghezza dei nomi che poteva essere al massimo di soli 8 caratteri e che non potevano contenere i caratteri tipo “ * ? \” etc. (che invece veniva usata dal MIOS ).
Inoltre la capacità di archiviazione veniva estesa a 1.62 MB contro i soli 1.44 MB della versione standard.
I dischetti formattati con la “modalità di lavoro” pur avendo una FAT12 non erano e non sono compatibili con quelli dei normali floppy da PC.
Viste le difficoltà a reperire e sostituire il floppy originale ho deciso di orientarmi verso il suo rimpiazzo con un emulatore floppy USB Gotek.
Come molti di voi sapranno si stratta di un dispositivo elettronico che legge i dati da una pennetta USB e si fa riconoscere dall’apparecchiatura come se fosse un floppy disks.
Tutto sembra semplice e facile ma farlo funzionare sulla mia Gem S2 non è stato proprio così immediato…
Per prima cosa per farlo funzionare nelle tastiere di questa serie è necessario che l’emulatore floppy (che chiameremo da qui in poi Gotek) sia equipaggiato con un firmware apposito chiamato Hxc.
Si tratta di un apposito programma che permette l’emulazione dei floppy in modalità GEM serie S e consente la gestione di floppy virtuale dalla size di 1.62 MB e con la formattazione adatta alla tastiera.
I lettori Gotek possono essere acquistati con il suddetto software pre-installato oppure è possibile aggiornarli.
Vediamo nel dettaglio come ho fatto io.
Per prima cosa è importante capire che tipo di CPU è presente all’intero del lettore Gotek,
Nel corso del tempo il processore iniziale un STM32F105 ) è stato rimpiazzato con altre CPU della Artery (AT32F415RCT7, AT32F415CBT7, AT32F415KBU7..) quidi al momento è possibile trovare sia lettori con processori ST che Artery.
Riconoscere il tipo di CPU è importante perché ogni processore ha il suo specifico firmware.
Nel mio caso si trattava di un classico STM32F105 per cui vi mostrerò i passi che ho seguito per questo processore.
Dal sito https://hxc2001.com/download/floppy_drive_emulator/
Selezionate: USB Stick STM32 HxC Floppy Emulator (HxC Firmware for Gotek)
Scaricate il file ZIP del firmware
HxC floppy emulator firmware for Gotek floppy emulator
(*.ADF + *.ST + *.IMG + MSX DSK + CPC (E)DSK + Acorn ADL/ADM/SSD/DSD/ADF + LDF + D81 + FD + SAD/MGT + TRD/SDD + *.HFE (v1 and v3) support – Latest version)
Verrà scaricato uno ZIP con tutta una serie di dati e documenti:
Sempre dalla stessa pagina del sito cliccate su:
To get the Bootloader -> https://hxc2001.com/store/
E successivamente cliccate su Buy (non vi preoccupate due licenze sono gratis per cui non abbiate timore)
Riempite i dati richiesti e cliccate “Get the license”
Verrete contattati con una mail nella quale vi si chiede di inviarne una nuova all’indirizzo: activation@hxc2001.com in risposta alla quale ricevere il bootloader da caricare nel processore.
A questo punto è necessario flashare il firmware Gotek_hxc_fw_installer.dfu nella CPU utilizzando un cavo USBA to USBA ed il programma DfuSe software della ST Microelectronics che potete scaricare dal seguente link:
https://hxc2001.com/download/floppy_drive_emulator/en.stsw-stm32080.zip
Esiste anche un altro metodo (tramite la porta seriale) ma che a me non ha funzionato e che non descriverò.
Dopo averlo installato c’è da mettere in modalità “dfuse” la scheda Gotek facendo i seguenti collegamenti:
In pratica si tratta di cortocircuitare i pin 1 e 2 e i pin 7 e 3.
Collegate ora il lettore al PC con il cavo USBA-USBA
A questo punto avviare il software DFuseDemo programmate il dispositivo
A questo punto staccare tutti i fili e alimentare normalmente il floppy.
I segmenti in basso dei display a 7 segmenti rimangono accesi.
A questo punto preparare una chiavetta USB FAT32 e copiamoci dentro sia il file
EXCHANGE.BIN presente nel pacchetto del bootloader che l’ultimo firmware disponibile scaricato nel file zip inizi
A questo punto inserite la pennetta nel lettore Gotek, vedrete il display mostrare la scritta 001.
Se mostra altri numeri c’è qualcosa che non va e cambiate pennetta.
Senza spegnere il lettore, estraete la pennetta, riprendere il file EXCHANGE.BIN ed inviatelo per e-mail a activation@hxc2001.com
Dopo qualche minuto riceverete una nuova e-mail con allegato un nuovo file
EXCHANGE.BIN.
Copiatelo nella pennetta sovrascrivendo quello che c’era prima,
Inserite la pennetta nel lettore, questa volta vedrete I display mostrare I numeri “000” → “002” and then “003” (“003” significa che il bootloader è stato installato).
A questo punto il firmware vero e proprio verrà installato leggendolo del file upd file (il messaggio “Ldr” viene mostrato) e dopo circa 10 secondi il messaggio “HxC” or “Nor” verrà mostrato sul display.
Il lettore floppy è stato aggiornato ed è pronto ma per lavorare con S2 c’è ancora altro da fare.
A questo punto premere per qualche secondo entrambi i tasti del Gotek per entrare nel menu delle impostazioni.
Quando sul display compare la scritta 000 aspettare qualche secondo e poi premere il tastino + sino a farlo arrivare alla lettera A.
Questo imposta il lettore in modalità GEM S2/S3.
Ora sempre dal sito:
https://hxc2001.com/download/floppy_drive_emulator/index.html#stm32hxc
Scaricare il pacchetto zip: QuickInstall_FloppyDiskImages.zip
Dal file estrarre il pacchetto: SDHxCFE_GeneralMusic_GEM_S3.zip
Copiare i file DSKA0001.HFE, DSKA0002.HFE (eventualmente fate altre copie aumentando la numerazione al termine del nome)
Ed il HXCSDFE.CFG-indexed rinominandolo in HXCSDFE.CFG su di una pennetta.
Inseritela sul floppy della vostra S2 ed il gioco è fatto!!!
Per il momento è tutto.
GiorgioMarinangeli's Blog 
Gent Giorgio Marinangeli , grazie per le Sue interessanti spiegazioni tecniche da cui ho imparato molte cose.
Vista la Sua competenza e disponibilita’ nel condividerla ,cosa non scontata , vorrei chiedere un consiglio .
Sono un vecchio appassionato , in oltre 50 anni di esperienza , son passato da Gem a Roland e poi a ketron ,e V accordion Roland Fx4 che ora uso solo per attivita’ di volontariato come insegnante di musica in carcere. Ho anche una vecchia Roland E 66 del 98 , arranger con pessimi accompagnamenti cinesi ma con alcuni buoni suoni canvas , in particolare di piano e chitarra acustica. Ora si accende , trasmette i comandi midi al l’expander ketron SD40 , ma non emette piu’ i suoi suoni dagli altoparlanti e dalla cuffia . l’ho fatta aprire e ripulire ma mi dicono che la scheda interna non produce piu’ suoni , non sempra un problema di trasmissione audio . capisco che non è possibile fare una diagnosi con questa mia descrizione , vorrei capire se si trovano i componenti e se val la pena di farli sostituire .
grazie molte
Piergiorgio
Giorgiomac@alice.it
3383490822
Lo strumento che non le funziona più è l’E66?
Se è così, e se lo strumento non genera più suoni, il problema potrebbe essere serio.
In genere l’E66 non è un prodotto molto ricercato e sul mercato dell’usato vale poco. Trova in vendita tastiere della serie E a volte anche a meno di 100 euro. probabilmente una riparazione (sempre che si possa fare) le costerebbe di più.
In che zona d’Italia si trova?