Д. А. Лукьянов, И. Н. Михайлова
миди — СЕТЕВОЙ интерфейс
музыкальных СИСТЕМ
Применение цифровых музыкаль-
ных инструментов обладающих прин-
ципиально новыми эксплуатационны-
ми возможностями, вскрывает ряд
новых для бытовой и музыкальной
электроники проблем. Одна из них —
создание простой, надежной и гиб-
кой системы управления и взаимо-
действия цифровых музыкальных ин-
струментов, объединенных в группу,
каждый из которых содержит в свою
очередь один или несколько процес-
соров. При организации связи между
разнородными музыкальными инстру-
ментами нашли применение принци-
пы создания локальных вычислитель-
ных сетей. В частности, дешевым,
простым и надежным средством свя-
зи стал принятый в качестве стандар-
та де-факто цифровой интерфейс му-
зыкальных инструментов (МИДИ),
включающий стандарт на аппаратную
часть и протокол обмена инфор-
мацией.
С технической точки зрения МИДИ
представляет собой обычный асин-
хронный интерфейс последовательно-
го обмена со скоростью передачи
31,25 кБод типа токовая петля, ис-
точником тока в которой является
передатчик информации. Скорость об-
мена выбрана кратной тактовой час-
тоте дискретизации звукового сигна-
ла для уменьшения уровня помех,
упрощения синхронизации и возмож-
ности программной реализации прие-
мопередатчиков в некоторых моделях
KMC. Для уменьшения уровня по-
мех МИДИ имеет гальваническую
развязку между устройствами. Фор-
мат передаваемой информации—бай-
товый, и каждая посылка содержит
один стартовый, восемь информаци-
онных, один контрольный и два сто-
повых бита. Контрольный бит всег-
да равен нулю. Интерфейс легко реа-
лизуется с помощью БИС КР580ИК51
(рис. 1),
Локальная сеть музыкальных инст-
рументов представляет собой цепо-
чечную структуру, состоящую из ос-
новного контроллера (в его роли
выступает управляющий компьютер
или клавиатура одного из KMC), и
ведомых устройств, которые могут
передавать информацию в контрол-
лер сети по его запросу. Каждое уст-
ройство в цепочке служит одновре-
менно ретранслятором МИДИ-сигна-
лов для следующего за ним. Такая
система связи позволяет иметь два
режима управления в системе, реа-
лизуемых программной надстройкой—
протоколом МИДИ. Протокол рег-
ламентирует обмен информацией в
сети блоками данных различной дли-
ны—сообщениями. В сообщениях со-
держится код команды, адрес при-
емника (номер канала) и параметры,
специфицирующие команду (рис. 2, 3),
Соответственно каждый приемник,
подключенный к МИДИ, отбирает из
потока передаваемых сообщений толь-
ко относящиеся к нему по совпаде-
нию своего адреса с номером логи-
ческого канала, содержащегося в
первом байте сообщений. Адреса при-
емников могут устанавливаться либо
аппаратно, либо программно после
команды системного сброса програм-
мой инициализации системы МИДИ,
т. е. таким образом осуществляется
гибкая коммутация физических уст-
ройств на логические каналы МИДИ-
системы.
Тип 1 — управление одновременно
всеми инструментами. Осуществляет-
ся безадресными командами, назы-
ваемыми системными сообщениями.
Такими сообщениями могут быть
команды старта, системный сброс,
метки реального времени, необходи-
мые для взаимной синхронизации му-
зыкальных инструментов.
Тип 2 —- передача команд и пара-
метров к отдельным устройствам,
Реализуется включением в код коман-
ды адреса приемника. Передача
команд в МИДИ переключает прием-
ник в режим ожидания, и следую-
щие несколько байтов (число байтов
зависит от типа команды) прини-
маются как тело сообщения. Осталь-
ные приемники игнорируют переда-
ваемые байты вплоть до следую-
щего байта команды. Переданная
команда может также инициировать
обратную передачу информации в
контроллер, но поскольку это проис-
ходит лишь в одном из модулей,
конфликтов при передаче по единой
выходной линии не происходит.
Так как команды отличаются от
данных установленным старшим бай-
том, а код номера канала занимает
в байте команды четыре разряда (на
один выход МИДИ возможно под-
ключить до 16 устройств с независи-
мым управлением), описанный прото-
кол подразумевает лишь ограничен-
ный набор типов команд. Однако
для их передачи необходимо лишь
1«43 байта, что соответствует выда-
че в среднем 2000 команд/с. Эти
команды управляют такими быстро-
изменяющимися параметрами, как
громкость и частота,
Для того чтобы не ограничивать
использование стандарта в будущем,
предусмотрены также «исключитель-
ные системные сообщения», предва-
ряемые безадресной командой — мар-
кером сообщения. Тело такого сооб-
щения может содержать произволь-
ное число информационных байтов,
в частности, указывающих идентифи-
катор инструмента, к которому оно
относится. Все остальные устройства
при этом также игнорируют переда-
ваемые данные. Исключительные со-
общения являются аналогом <esc>
последовательностей в текстообра-
ботке и существенно расширяют на-
бор адресуемых устройств и выпол-
няемых операций, правда, за счет
снижения быстродействия управле-
ния. Это не является существенным
недостатком, так как таким образом
передаются чаще всего достаточно
сложные, но редко исполняемые
команды, соответствующие реконфи-
гурации, программированию ритми-
ческого рисунка и т. п.
Привлекательность МИДИ состоит
в том, что при исключительной прос-
тоте он является вполне работоспо-
собным и исключительно гибким
средством связи цифровых устройств
в локальную сеть. Возникнув как
интерфейс для музыкальных инстру-
ментов с четко установленным смыс-
лом команд и конкретных моделей
музыкальных синтезаторов, МИДИ
может усиленно использоваться в
управлении студийной аппаратурой
(магнитофонами, микшерскими пуль-
тами, ревербераторами и т. п.), а
также для создания промышленных
локальных автоматизированных из-
мерительно-управляющих комплек-
сов среднего быстродействия.
Появились автономные цифровые
программаторы МИДИ, позволяющие
неквалифицированному пользовате-
лю — музыканту запоминать последо-
вательность сообщений в магистрали
при использовании в качестве кон-
троллера привычных музыкальных
клавиатур, а затем редактировать и
повторять эту последовательность.
Возможность автоформализации про-
цесса создания и исполнения музы-
кальных произведений обеспечили и
специальные программы и операци-
онные системы для персональных
компьютеров, работающие в привыч-
ных для музыкантов терминах нот-
ной записи и пультов управления
синтезаторами, и опирающиеся на
возможность ввода-вывода по пере-
назначаемым логическим каналам
МИДИ,
Телефон для справок: 132-65*86,
Москва
Статья поступила 16 сентября 1986г*
