Музыкалық аспаптарды цифрлық интерфейс стандарты

Кіріспе

Электрондық музыкалық аспаптарды қосу стандарты

MIDI (Musical Instrument Digital Interface) – байланыс протоколын, сандық интерфейсті және электрлік жалғауларды сипаттайтын техникалық стандарт. Бұл стандарт электрондық музыкалық аспаптарды, компьютерлерді және музыка ойнау, өңдеу және жазу үшін қатысты аудио құрылғыларды байланыстыруға мүмкіндік береді. Бір MIDI кабельіне дейін он алты арналы MIDI деректерін жіберуге болады, олардың әрқайсысы жеке құрылғыға бағытталуы мүмкін. Пернеге, түймеге, тұтқаға немесе жылғышқа жасалған әрбір әрекет MIDI оқиғасына айналады, ол нотаның биіктігі, уақыты және дыбыстың күші сияқты музыкалық нұсқауларды көрсетеді. MIDI-дің кең таралған қолданысы – MIDI пернетақтасын немесе басқа басқару құрылғысын ойнату және оны дыбыс модулін (синтезделген музыкалық дыбыстарды қамтитын) іске қосу үшін пайдалану. MIDI деректерін MIDI немесе USB кабель арқылы жіберуге болады, сондай-ақ оларды өңдеу немесе ойнату үшін секвенсерге немесе цифрлық аудио жұмыс станциясына жазуға болады. Пернетақтада орындалған музыканың MIDI жазбасы фортепиано немесе басқа пернетақта аспабы сияқты дыбысталуы мүмкін; алайда, MIDI нақты дыбыстарды емес, олардың ноталары туралы хабарламалар мен ақпаратты жазатындықтан, бұл жазбаны синтезделген немесе үлгіленген гитарадан немесе флейтадан бастап, толық оркестрге дейін көптеген басқа дыбыстарға өзгертуге болады. MIDI пайда болғанға дейін әртүрлі өндірушілердің электрондық музыкалық аспаптары бір-бірімен байланыса алмады. Бұл музыканттың, мысалы, Roland пернетақтасын Yamaha синтезатор модуліне қосуы мүмкін емес екенін білдірді. MIDI арқылы кез келген MIDI-үйлесімді пернетақта (немесе басқа басқару құрылғысы) кез келген басқа MIDI-үйлесімді секвенсерге, дыбыс модуліне, барабан машинасына, синтезаторға немесе компьютерге, тіпті олар әртүрлі өндірушілер жасаса да қосылуы мүмкін. MIDI технологиясы 1983 жылы музыка индустриясы өкілдерінің тобымен стандартталды және оны MIDI Manufacturers Association (MMA) ұстап тұрады. Барлық ресми MIDI стандарттары Лос-Анджелестегі MMA және Токиодағы Музыкалық Электроника Өнеркәсібі қауымдастығының (AMEI) MIDI комитеті бірлесіп әзірлейді және жариялайды. 2016 жылы MMA MIDI қауымдастығын (TMA) құрды, ол MIDI-мен жұмыс істейтін, ойнайтын немесе жасайтын адамдардың жаһандық қауымдастығын қолдайды.

MIDI ('/m//ɪ//d//i/; Musical Instrument Digital Interface) is a technical standard that describes a communication protocol, digital interface, and electrical connectors that connect a wide variety of electronic musical instruments, computers, and related audio devices for playing, editing, and recording music. A single MIDI cable can carry up to sixteen channels of MIDI data, each of which can be routed to a separate device. Each interaction with a key, button, knob or slider is converted into a MIDI event, which specifies musical instructions, such as a note's pitch, timing and loudness. One common MIDI application is to play a MIDI keyboard or other controller and use it to trigger a digital sound module (which contains synthesized musical sounds) to generate sounds, which the audience hears produced by a keyboard amplifier. MIDI data can be transferred via MIDI or USB cable, or recorded to a sequencer or digital audio workstation to be edited or played back. A MIDI recording of a performance on a keyboard could sound like a piano or other keyboard instrument; however, since MIDI records the messages and information about their notes and not the specific sounds, this recording could be changed to many other sounds, ranging from synthesized or sampled guitar or flute to full orchestra. Before the development of MIDI, electronic musical instruments from different manufacturers could generally not communicate with each other. This meant that a musician could not, for example, plug a Roland keyboard into a Yamaha synthesizer module. With MIDI, any MIDI compatible keyboard (or other controller device) can be connected to any other MIDI compatible sequencer, sound module, drum machine, synthesizer, or computer, even if they are made by different manufacturers. MIDI technology was standardized in 1983 by a panel of music industry representatives, and is maintained by the MIDI Manufacturers Association (MMA). All official MIDI standards are jointly developed and published by the MMA in Los Angeles, and the MIDI Committee of the Association of Musical Electronics Industry (AMEI) in Tokyo. In 2016, the MMA established The MIDI Association (TMA) to support a global community of people who work, play, or create with MIDI.

Тарих

1980 жылдардың басында әртүрлі компаниялар шығарған электронды музыкалық аспаптарды синхрондаудың біркелкі әдісі болмады. Өндірушілердің CV/gate, DIN sync және Digital Control Bus (DCB) сияқты аспаптарды синхрондауға арналған жеке стандарттары болды. Roland президенті Икутаро Какехаси стандарттаудың болмауы электронды музыка индустриясының өсуіне кедерілгі бітіретінін сезінді. Какехаси Oberheim жүйесін тым қиын деп санады және Sequential Circuits президенті Дейв Смитпен қарапайым, арзан балама жасау туралы әңгімелесті. 1981 жылдың қазан айында Audio Engineering Society көрмесінде негіз ретінде Roland-тың DCB-ін пайдаланды. Стандартты Roland, Yamaha, Korg, Kawai және Sequential Circuits өкілдері талқылап, түзетулер енгізді. Какехаси Universal Musical Interface (UMI) деген атты ұсынды, оны "ю ми" деп айтуға болатын еді. Бірақ ол синтезатордың орнына "аспап" сөзін қолдануды ұнатты және Музыкалық аспаптардың цифрлық интерфейсі (MIDI) дегенді ұсынды. 1983 жылғы қысқы NAMM көрмесінде Смит Prophet 600 және Roland JP 6 синтезаторлары арасындағы MIDI қосылысын көрсетті. MIDI спецификациясы 1983 жылдың тамызында жарияланды. 1983 жылы MIDI-мен жабдықталған алғашқы аспаптар шықты: Roland Jupiter 6 және Prophet 600. 1983 жылы алғашқы MIDI барабан машинасы – Roland TR 909 және алғашқы MIDI секвенсері – Roland MSQ 700 шығарылды. MIDI Manufacturers Association (MMA) 1984 жылы Чикагода өткен жазғы NAMM көрмесінде "қызығушылық танытқан барлық компаниялардың" кездесуінен кейін құрылды. MIDI 1.0 толыққанды спецификациясы 1985 жылғы жазғы NAMM көрмесінде MMA-ның екінші кездесуінде жарияланды. Стандарт 1991 жылы стандартталған ән файлдарын (General MIDI) қосу және USB және FireWire сияқты жаңа қосылым стандарттарына бейімделу арқылы дамуын жалғастырды. 2016 жылы стандартты қадағалауды жалғастыру үшін MIDI қауымдастығы құрылды. MIDI 2.0 стандарты 2020 жылғы қысқы NAMM көрмесінде таныстырылды. BBC MIDI-ді ашық кодты технологияның ерте мысалы ретінде көрсетті. Смит MIDI-дің сәтті болуы үшін барлық өндірушілер оны қабылдауы керек екеніне сенді, сондықтан "біз оны тегін беруіміз керек болды".

In the early 1980s, there was no standardized means of synchronizing electronic musical instruments manufactured by different companies. Manufacturers had their own proprietary standards to synchronize instruments, such as CV/gate, DIN sync and Digital Control Bus (DCB). Ikutaro Kakehashi, the president of Roland, felt the lack of standardization was limiting the growth of the electronic music industry. Kakehashi felt the Oberheim System was too cumbersome, and spoke to Dave Smith, the president of Sequential Circuits, about creating a simpler, cheaper alternative. Using Roland's DCB as a basis, at the Audio Engineering Society show in October 1981. The standard was discussed and modified by representatives of Roland, Yamaha, Korg, Kawai, and Sequential Circuits. Kakehashi favored the name Universal Musical Interface (UMI), pronounced you me, However, he liked the use of instrument instead of synthesizer, and proposed Musical Instrument Digital Interface (MIDI). At the 1983 Winter NAMM Show, Smith demonstrated a MIDI connection between Prophet 600 and Roland JP 6 synthesizers. The MIDI specification was published in August 1983. In 1983, the first instruments were released with MIDI, the Roland Jupiter 6 and the Prophet 600. In 1983, the first MIDI drum machine, the Roland TR 909, and the first MIDI sequencer, the Roland MSQ 700, were released. The MIDI Manufacturers Association (MMA) was formed following a meeting of "all interested companies" at the 1984 Summer NAMM Show in Chicago. The MIDI 1.0 Detailed Specification was published at the MMA's second meeting at the 1985 Summer NAMM Show. The standard continued to evolve, adding standardized song files in 1991 (General MIDI) and adapted to new connection standards such as USB and FireWire. In 2016, the MIDI Association was formed to continue overseeing the standard. The MIDI 2.0 standard was introduced at the 2020 Winter NAMM Show. The BBC cited MIDI as an early example of open source technology. Smith believed MIDI could only succeed if every manufacturer adopted it, and so "we had to give it away".

Әсері

MIDI-нің тартымдылығы бастапқыда кәсіби музыканттар мен танымал музыканы өндіруде электронды аспаптарды пайдалануды қалаған студиялық инженерлермен шектелген. Бұл стандарт түрлі аспаптардың бір-бірімен және компьютерлермен байланысуына мүмкіндік берді, соның нәтижесінде электронды аспаптар мен музыкалық бағдарламалық қамтамасының сатылымы мен өндірісі күрт өсті. MIDI-нің пайда болуы дербес компьютерлер дәуірінің басталуымен және сэмплерлер мен цифрлық синтезаторлардың енгізілуімен бірге болды. MIDI технологиясының арқасында туған шығармашылық мүмкіндіктер 1980-ші жылдары музыка индустриясын жаңғыртуға септігін тигізді. MIDI көптеген музыканттардың жұмыс істеу жолын өзгертетін мүмкіндіктерді ұсынды. MIDI тізбегі нота жазу білімі жоқ қолданушыға да күрделі әуендемелер құруға мүмкіндік береді. Бір немесе екі мүшеден тұратын музыкалық топ, әрқайсысы бірнеше MIDI құрылғысын басқара отырып, үлкен музыканттар тобының орындауына ұқсас қойылымды ұсына алады. Жоба үшін сыртқы музыканттарды шақыруға кететін шығындар азайтылуы немесе толығымен болдырмауға болады.

Құралдарды басқару

MIDI электронды немесе цифрлық музыкалық аспаптардың бір-бірімен байланысуы және бір аспаптың екіншісін басқаруы үшін ойлап табылды. Мысалы, MIDI-үйлесімді секвенсор барабан дыбыс модулінің тудырған ырғақтарын іске қоса алады. Цифрлық компоненті жоқ және MIDI әзірленуге дейін жасалған аналогты синтезаторларды MIDI хабарламаларын аналогты басқару кернеулеріне түрлендіретін жиынтықтармен жаңартуға болады. MIDI басқа да аспап параметрлерін (көлем, эффекттер және т.б.) қашықтан басқаруға мүмкіндік береді. Синтезаторлар мен семплерлер электронды немесе цифрлық дыбысты қалыптастыруға арналған түрлі құралдарды қамтиды. Сүзгілер дыбыс тембрін реттейді, ал конверттер нота басылғаннан кейін дыбыстың уақыт өте қалай өзгеретінін автоматтандырады. Сүзгінің жиілігі және конверттің шабуылы (дыбыстың максималды деңгейіне жетуіне кеткен уақыт) – синтезатор параметрлерінің мысалдары және оларды MIDI арқылы қашықтан басқаруға болады. Эффекттер құрылғыларының кешіктіру кернеуі немесе реверб уақыты сияқты әртүрлі параметрлері бар. Осы параметрлердің біріне MIDI үздіксіз контроллер нөмірі (CCN) тағайындалғанда, құрылғы сол нөмірмен сәйкес келетін кез келген хабарламаға жауап береді. Бұл хабарламаларды жіберу үшін ручкалар, ауыстырғыштар және педальдер сияқты басқару элементтерін пайдалануға болады. Реттелген параметрлер жиынтығы құрылғының ішкі жадында пресет ретінде сақталуы мүмкін, ал осы пресеттерді MIDI бағдарламалық өзгертулер арқылы қашықтан таңдауға болады.

Құрамы

MIDI оқиғаларын компьютерлік бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы немесе арнайы музыкалық жұмыс станцияларында тізбектеуге болады. Көптеген цифрлық аудио жұмыс станциялары (DAW) MIDI-мен ажырамас компонент ретінде жұмыс істеу үшін жасалған. Көптеген DAW-ларда MIDI пианинолық роликтері жасалған, осылайша жазылған MIDI хабарламаларын оңай өзгертуге болады. Бұл құралдар композиторларға өздерінің туындыларын тез және тиімді түрде тексеруге және өңдеуге мүмкіндік береді, бұл бұрынғы көп тректік жазба сияқты әдістерге қарағанда артықшылықты ұсынады. Адам орындаушыларына ойнау мүмкін емес композицияларды MIDI үшін бағдарламалауға болады. MIDI орындау – бұл дыбыс жасайтын командалар тізбегі болғандықтан, MIDI жазбаларын аудио жазбаларынан өзгеше түрде өңдеуге болады. MIDI аранжировкасының тоналығын, аспаптарды немесе темпін өзгертуге, тіпті жеке ноталарды өңдеуге болады. Туынды идеяларды құрастырып, оларды дереу ойнату мүмкіндігі композиторларға тәжірибе жасауға көмектеседі. Алгоритмдік композиция бағдарламалары компьютерлік орындалуды ұсынады, оны ән идеясы немесе сүйемелдеу ретінде пайдалануға болады. Roland MPU дыбыс чиптерін басқа дыбыс карталарын өндірушілерге сатқаннан кейін, MIDI-дің кеңінен таралуы компьютерлік MIDI бағдарламалық жасақтамасын дамытуға әкелді. Retro Innovations сондай-ақ Tandy Color Computer және Dragon компьютерлері үшін MIDI интерфейс картриджін шығарады. Chiptune музыканттары MIDI интерфейстерін пайдалана отырып, музыка жазу, өндіру және орындау үшін ретро ойын консольдарын пайдаланады. Nintendo Entertainment System (NES)/Famicom, Game Boy, Game Boy Advance және Sega Genesis (Mega Drive) үшін арнайы интерфейстер қол жетімді.

Компьютерлік файлдар

MIDI файлы – аудио жазба емес. Керісінше, ол нұсқаулар жиынтығы, мысалы, тұңғыш немесе темп үшін, және эквивалентті жазылған аудиодан мың есе аз дискілік кеңістік алады. Файлдың өте кішкентай көлеміне байланысты, жанкүйерлер жасаған MIDI-аранжировкалары, кеңжолақты интернетке қолжетімділік пен көп гигабайттық қатты дискілер пайда болғанға дейін онлайн музыкамен бөлісудің тартымды тәсілі болды. Мұның басты кемшілігі – пайдаланушылардың аудио карталарының сапасының әртүрлілігі және картадағы нақты аудио үлгілері немесе синтезделген дыбыс, MIDI деректері тек символдық түрде сілтеме жасайтын. Тіпті жоғары сапалы үлгіленген дыбыстар бар аудио картасының сапасы бір үлгіленген аспаптан екіншісіне өзгеруі мүмкін, төмен сапалы цифрлық-аналогтық түрлендіргіштер арқылы ойнатылады. Төмен сапалы қайта шығару.

Стандартты MIDI файлы (SMF) – музыка тізбектерін сақтау, тасымалдау және басқа жүйелерде ашудың стандартталған тәсілін ұсынатын файл форматы. Стандарт MMA (Midi Manufacturers Association) ұйымымен әзірленді және күтіліп келеді, әдетте .mid кеңейтімін пайдаланады. Бұл файлдардың ықшамдығы компьютерлерде, ұялы телефондардың қоңырау үнінде, веб-беттерді жасауда және музыкалық құттықтау карточкаларында кеңінен қолданылуына әкелді. Бұл файлдар жалпы қолдануға арналған және ноталардың мәні, уақыт және трек атаулары сияқты ақпаратты қамтиды. Ән сөздері метадеректер ретінде қосылуы мүмкін және караоке машиналарында көрсетілуі мүмкін. SMF бағдарламалық тізбектеушілердің немесе аппараттық жұмыс станцияларының экспорт форматы ретінде жасалады. Олар MIDI хабарларын бір немесе бірнеше параллель тректерге ұйымдастырады және оқиғаларды уақытпен белгілейді, сонда оларды тізбекпен ойнатуға болады. Басында аранжировканың трек саны, темп және файлдың үш SMF форматтың қайсысын қолданатынын көрсететін индикатор болады. 0 типті файлға барлық орындау бір трекке біріктірілген, ал 1 типті файлға синхронды орындалатын кез келген тректер кіруі мүмкін. 2 типті файлдар сирек қолданылады және әрқайсысының өз тректері бар бірнеше аранжировканы сақтайды, олар тізбекпен ойнатуға арналған.

RMID файлдары

Microsoft Windows SMF-терді Downloadable Sounds (DLS) файлдарымен бірге Resource Interchange File Format (RIFF) қаптамасында, rmi кеңейтімі бар RMID файлдары түрінде жинақтайды. RIFF RMID қолданыстан шығарылып, Extensible Music Files (XMF) пайдасына берілді.

Редакторлар мен кітапханашылар

Патч-редакторлар пайдаланушыларға өз жабдықтарын компьютерлік интерфейс арқылы бағдарламалауға мүмкіндік береді. Олар Yamaha FS1R сияқты күрделі синтезаторлардың пайда болуымен қажеттілікке айналды, онда бірнеше мың бағдарламаланатын параметрлер болғанмен, интерфейсі он бес кішкентай түймеден, төрт бұрылыстан және кішкентай ЖК-экраннан тұрды. Сандық аспаптар көбінесе пайдаланушыларды тәжірибе жасаудан алшақтатады, өйткені олар коммутаторлар мен бұрылыстар ұсынатын кері байланыс пен тікелей басқаруды қамтамасыз етпейді. Кейбір редакторлар нақты бір аспап немесе эффектілер құрылғысы үшін арналған, ал басқалары, әмбебап редакторлар, әртүрлі жабдықтарды қолдайды және жүйелік эксклюзивті хабарламаларды пайдалану арқылы жиынтықтағы әр құрылғының параметрлерін басқара алады. Екі функцияны біріктіретін әмбебап редакторлар/кітапханалар бұрын кең таралған, оларға Opcode Systems Galaxy, eMagic SoundDiver және MOTU Unisyn кірді. Бұл ескі бағдарламалар виртуалды аспаптарды қолдана отырып компьютерлік синтез трендімен көптеген жағдайларда қолданыстан шығарылғанмен, бірнеше редактор/кітапханалар қолжетімді болып қалады, соның ішінде Coffeeshopped Patch Base, Sound Quest Midi Quest және Sound Tower-ден бірнеше редакторлар. Native Instruments Kore бағдарламалық аспаптар дәуіріне редактор/кітапхана тұжырымдамасын енгізуге бағытталған, бірақ 2011 жылы тоқтатылды.

Автоматты түрде сүйемелдейтін бағдарламалар

Қауысты жолдарды динамикалық түрде жасайтын бағдарламалар автоқауысты бағдарламалары деп аталады. Олар пайдаланушы таңдаған стильде толық топтық аранжировка жасайды және нәтижені ойнату үшін MIDI дыбыс тудыратын құрылғыға жібереді. Дайындалған тректерді оқу немесе жаттығу құралы ретінде, тікелей эфирде сүйемелдеу ретінде немесе ән жазуға көмек ретінде пайдалануға болады. Бағдарламалық жасақтамада іске асырылған синтезаторлар аппараттық құралдарда кездеспейтін уақыттық мәселелерге бейім. Олардың арнайы операциялық жүйелері, десктоп операциялық жүйелері сияқты, фондық тапсырмалардан үзіліске ұшырамайды. Бұл уақыттық мәселелер синхронизация мәселелерін, сондай-ақ үлгі ойнатылғанда дыбыстағы сықырлау мен жарылуларға себеп болуы мүмкін. Бағдарламалық синтезаторлар дыбыс тудыру кезінде қосымша кешігуді де көрсетуі мүмкін. Бағдарламалық синтездің тамыры 1950 жылдарға дейін жетеді, сол кезде Bell Labs зертханасының Макс Мэтьюс MUSIC N бағдарламалау тілін жазды, ол нақты уақыт емес дыбыс тудыруға қабілетті болды. Dave Smith-тің Seer Systems компаниясының Reality синтезаторы хост-компьютердің процессорында тікелей жұмыс істеген алғашқы синтезаторлардың бірі болды. Reality драйверлерді тығыз интеграциялау арқылы төмен кешігуге қол жеткізді, сондықтан ол тек Creative Labs дыбыс карталарында ғана жұмыс істей алды. Syntauri Corporation-ның Alpha Syntauri тағы бір ерте бағдарламалық синтезатор болды. Ол Apple IIe компьютерінде жұмыс істеді және аддитивті синтез жасау үшін бағдарламалық қамтамасыз ету мен компьютердің аппараттық құралын біріктірді. Кейбір жүйелер хост-процессордың жүктемесін азайту үшін арнайы аппаратты қолданады, мысалы, Symbolic Sound Corporation-ның Kyma жүйесі, ол толық жазба студиясының аспаптарын, эффектілерін және микшерлерін басқарады. Компьютерлік бағдарламалық жасақтамада толық MIDI аранжировкаларын құру мүмкіндігі композиторға түпкілікті нәтижені тікелей аудио файл ретінде шығаруға мүмкіндік береді және "примитивті". Кейіннен қол жетімді болған толқындық қосымша платалар FM дыбысының орнына қолданылатын аудио үлгілерін ұсынды. Бұл қымбат болды, бірақ көбінесе E-mu Proteus сияқты танымал MIDI аспаптарының дыбыстарын пайдаланды.

Programs that can dynamically generate accompaniment tracks are called auto accompaniment programs. These create a full band arrangement in a style that the user selects, and send the result to a MIDI sound generating device for playback. The generated tracks can be used as educational or practice tools, as accompaniment for live performances, or as a songwriting aid. Synthesizers implemented in software are subject to timing issues that are not necessarily present with hardware instruments, whose dedicated operating systems are not subject to interruption from background tasks as desktop operating systems are. These timing issues can cause synchronization problems, and clicks and pops when sample playback is interrupted. Software synthesizers also may exhibit additional latency in their sound generation. The roots of software synthesis go back as far as the 1950s, when Max Mathews of Bell Labs wrote the MUSIC N programming language, which was capable of non real time sound generation. Reality, by Dave Smith's Seer Systems was an early synthesizer that ran directly on a host computer's CPU. Reality achieved a low latency through tight driver integration, and therefore could run only on Creative Labs soundcards. Syntauri Corporation's Alpha Syntauri was another early software based synthesizer. It ran on the Apple IIe computer and used a combination of software and the computer's hardware to produce additive synthesis. Some systems use dedicated hardware to reduce the load on the host CPU, as with Symbolic Sound Corporation's Kyma System, which power an entire recording studio's worth of instruments, effect units, and mixers. The ability to construct full MIDI arrangements entirely in computer software allows a composer to render a finalized result directly as an audio file. and "primitive". Wavetable daughterboards that were later available provided audio samples that could be used in place of the FM sound. These were expensive, but often used the sounds from respected MIDI instruments such as the E mu Proteus.

Басқа қолданбалар

Музыкалық құрылғылармен байланысты болғанына қарамастан, MIDI MIDI командаларын оқи және өңдей алатын кез келген электрондық немесе цифрлық құрылғыны басқара алады. MIDI көптеген музыкалық емес қолданбаларда басқару протоколы ретінде қабылданды. MIDI Show Control сахналық жарықтандыру жүйелерін басқару және театрлық қойылымдарда белгілі бір оқиғаларды іске қосу үшін MIDI командаларын пайдаланады. VJ-лер мен диджейлер оны клиптерді іске қосуға және жабдықтарды синхрондауға қолданады, ал жазу жүйелері синхрондау және автоматтандыру үшін оны пайдаланады. Apple Motion анимация параметрлерін MIDI арқылы басқаруға мүмкіндік береді. 1987 жылғы MIDI Maze ойыны және 1990 жылғы Atari ST компьютерлік ойыны Oxyd компьютерлерді желіге қосу үшін MIDI-ді қолданды.

DIN қосылымы

MIDI 1.0 стандартына сәйкес, кабельдер 180° бес тіректі DIN қосқышында (DIN 41524) аяқталады. Көбінесе қолданылатындар бес өткізгіштің тек үшеуін пайдаланады: жер сымы (2-тірек) және MIDI сигналын электр тогы түрінде тасымалдайтын теңдестірілген өткізгіштер жұбы (4 және 5-тіректер). Бұл қосқыш конфигурациясы сигналды тек бір бағытта жібере алады, сондықтан екі жақты байланыс үшін екінші кабель қажет. Кейбір арнайы қолданыстар, мысалы, фантомдық қуатпен жұмыс істейтін педаль контроллерлері, тұрақты ток (DC) қуатын беру үшін бос тіректерді пайдаланады. Оптоизоляторлар MIDI құрылғыларын олардың MIDI қосылымдарынан электрлік тұрғыдан бөліп тұрады, бұл жерлік контурларды болдырмайды және жабдықты кернеудің өсуінен қорғайды.

TRS мини-жеке қосылымы

Орынды үнемдеу үшін, кейбір MIDI құрылғылары (әсіресе кішкентайрақлары) 3,5 мм TRS телефондық штепсельдерді (аудио миниджек штепсельдері деп те аталады) пайдалана бастады. Бұл оқиға MIDI өндірушілер қауымдастығының сымдауды стандарттауына жеткілікті себеп болды. MIDI over minijack стандарттарының құжатында аудио штепсельдерімен шатасуды болдырмау үшін 3,5 мм-ге қарағанда 2,5 мм штепсельдерді пайдалану ұсынылады.

Порт арқылы

Көптеген құрылғылар кіріс портынан шығыс портына хабарламаларды көшірмейді. Порттың үшінші түрі – thru порты, кіріс портында алынғанның көшірмесін шығарады, бұл деректерді басқа құрылғыға жіберуге мүмкіндік береді. Барлық құрылғыларда thru порттары болмайды, ал MIDI деректерін жасау мүмкіндігі жоқ құрылғылар, мысалы эффекттер мен дыбыс модульдері, шығыс порттарын қамтымауы мүмкін.

Басқару құрылғылары

Әрбір құрылғы жүйеге кешігуді арттырады. Мұны MIDI thru қорабын пайдалану арқылы болдырмауға болады, онда қораптың кіріс сигналының нақты көшірмесін беретін бірнеше шығыстар бар. MIDI біріктіргіші бірнеше құрылғылардан келетін деректерді бір ағынға біріктіре алады және бірнеше басқару құрылғыларын бір құрылғыға қосуға мүмкіндік береді. MIDI коммутаторы бірнеше құрылғылар арасында ауысуға мүмкіндік береді және кабельдерді физикалық түрде қайта жалғау қажеттілігін жояды. MIDI маршрутизаторлары осы функциялардың барлығын біріктіреді. Олар бірнеше кіріс және шығыстарды қамтиды, сондай-ақ кіріс арналарының кез келген комбинациясын шығыс арналарының кез келген комбинациясына бағыттауға мүмкіндік береді. Маршруттау параметрлері компьютерлік бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы құрылып, жадыда сақталып, MIDI бағдарлама өзгерту командалары арқылы таңдалуы мүмкін. MIDI деректерді өңдеу құралдары қосымша тапсырмалар мен арнайы эффекттер үшін қолданылады. Оларға MIDI сүзгілері кіреді, олар ағыннан қажетсіз MIDI деректерін жояды, және MIDI кешіктірулері, белгіленген уақытта кіріс деректерінің қайталанған көшірмесін жіберетін эффекттер. MIDI сериялық болғандықтан, бір уақытта тек бір оқиғаны ғана жібере алады. Егер оқиға бір уақытта екі арнада жіберілсе, екінші арнадағы оқиға біріншісі аяқталғанша жіберілмейді, сондықтан 1 мс-қа кешіктіріледі. Егер оқиға барлық арналарда бір уақытта жіберілсе, соңғы арнаның жіберілуі 16 мс-қа дейін кешіктіріледі. Бұл бірнеше кіріс және шығыс порттары бар MIDI интерфейстерінің пайда болуына себеп болды, себебі оқиғалар бір порттағы бірнеше арналарға қарағанда бірнеше порттар арасында таратылғанда уақытты синхрондау жақсарады.

Бақылаушылар

MIDI контроллерлерінің екі түрі бар: ноталарды жасап, музыка орындау үшін қолданылатын орындау контроллерлері, және ноталарды жібермейтін, бірақ басқа да нақты уақыт оқиғаларын тарататын контроллерлер. Көптеген құрылғылар осы екі түрдің біріктірілген нұсқасы болып табылады. MIDI контроллерлерінің ең көп таралған түрі – пернетақталар. Бұл, клавиатуралық музыкаға қызығушылық танытпаған композиторлар үшін шектеу ретінде қарастырылған, бірақ стандарт икемді екенін дәлелдеді, және MIDI үйлесімділігі гитаралар, басқа да ішекті аспаптар, барабан контроллерлері, желді аспап контроллерлері (барабан қағу және желді аспаптарды ойнауды имитациялайтын) және арнайы, тәжірибелік контроллерлер сияқты басқа да контроллер түрлеріне енгізілді. Осы кемшіліктердің кейбіреулері протоколға енгізілген кеңейтімдер арқылы шешілді. Бағдарламалық синтезаторлар зор күш пен мүмкіндіктерді ұсынады, бірақ кейбір музыканттар MIDI пернетақтасы мен компьютерлік пернетақта мен тышқан арасында назарды бөлу ойнау сезімін азайтады деп санайды. Нақты уақыт режимінде MIDI басқаруға арналған құрылғылар эргономикалық жайлылықты қамтамасыз етеді және компьютерлік интерфейске қарағанда аспаппен байланысқандай сезім бере алады. Контроллерлер жалпы мақсаттағы құрылғылар болуы мүмкін, олар әртүрлі жабдықтармен жұмыс істеуге арналған, немесе белгілі бір бағдарламалық қамтамасымен жұмыс істеуге арналған болуы мүмкін. Соңғыларының мысалы – Akai-дің Ableton Live үшін APC40 контроллері және Korg-тің MS 20ic контроллері, олар Korg-тің MS 20 аналогты синтезаторының басқару панелінің көшірмесі. MS 20ic контроллері MS 20 синтезаторының виртуалды нұсқасында сигналдарды бағыттауды басқаруға арналған және басқа да құрылғыларды басқаруға болатын қосымша кабельдерді қамтиды.

Құралдар

MIDI аспаптарында MIDI сигналдарын жіберу және қабылдау порттары, осы сигналдарды өңдеуге арналған процессор, пайдаланушыны бағдарламалауға мүмкіндік беретін интерфейс, дыбыс шығаруға арналған аудио схемалар және контроллерлер болады. Операциялық жүйе мен заводтық дыбыстар көбінесе тек оқуға арналған жад (ROM) блогында сақталады. MIDI хабарламалары 8 биттік байттардан тұрады және 31,250 бод жылдамдығымен жіберіледі. 31,250 бод жылдамдығы 1 МГц-тің дәл бөлігі болғандықтан қолданылады. MIDI хабарламалары 16 арнаның біреуінде ғана жіберілетін және тек сол арнадағы құрылғылар бақылайтын арналық хабарламалар немесе барлық құрылғылар қабылдайтын жүйелік хабарламалар болуы мүмкін. Әрбір қабылдау құрылғысы өзінің функциясына қатысы жоқ деректерді елемеуі керек. Channel Voice хабарламалары бір арна арқылы нақты уақыт өнімділік деректерін жібереді. Мысалдарға нотаның биіктігін анықтайтын MIDI нота нөмірі, нотаның қаншалықты күшпен ойналғанын көрсететін жылдамдық мәні және арна нөмірі кіретін нота іске қосылу хабарламалары; нотаны тоқтату хабарламалары; құрылғының дыбыстық тонын өзгертетін бағдарлама өзгерту хабарламалары; және аспаптың параметрлерін реттеуге мүмкіндік беретін басқару өзгерістері жатады. MIDI ноталары 0-ден 127-ге дейін нөмірленеді және C-1-ден G9-ға дейін сәйкес келеді. Бұл 88 ноталық фортепианоның A0-дан C8-ге дейінгі диапазонынан асып түседі және 8,175799-дан 12543,85 Гц-ке дейінгі жиілік диапазонына сәйкес келеді.

Жүйелік ерекше хабарламалар

System Exclusive (SysEx) хабарламалары синтезатордың функциялары туралы ақпарат жібереді, ойналып жатқан ноталар мен дыбыс деңгейі сияқты ойнау деректері емес. Олар MIDI стандартының шегінен тыс мүмкіндіктерді қамти алатындықтан, MIDI стандартының икемділігі мен ұзақ мерзімді қолданылуының маңызды себебі болып табылады. Дамытушылар оларды стандартты MIDI хабарламаларының шектеулерінен артық, өз жабдықтарын толық басқаруға мүмкіндік беретін арнайы хабарламалар жасау үшін пайдаланады. Бұл хабарламалар SysEx хабарламаларының ішіне енгізіледі, осылайша хабарламаға тек тікелей адрестелген құрылғы ғана жауап береді, ал қалғандары оны назарға алмайды. Көптеген аспаптарда SysEx ID параметрі қарастырылған, сондықтан басқару құрылғысы бір модельдің екі құрылғысына дербес түрде хабар жібере алады. Universal System Exclusive хабарламалары – бұл бір өндірушіге ғана арналмайтын, MIDI мүмкіндіктерін кеңейту үшін қолданылатын SysEx хабарламаларының ерекше түрі.

Орындалу кестесі

Әдетте құрылғылар MIDI ерекшеліктерімен анықталған барлық хабарлама түрлеріне жауап бермейді. MIDI іске асыру кестесі пайдаланушыларға құралдың нақты мүмкіндіктерін және хабарламаларға қалай жауап беретінін білу үшін MMA ұйымымен стандартталды. Логикалық 0 және бастапқы битті жіберу үшін жіберушінің UART төмен вольттажды шығарады. Бұл номиналды 5 миллиамперге тең келеді. Бұл ток оптоизоляторды қосады.