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MIDI

2014-03-22T11:48:10Z

89.204.155.215: midi lan

MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. Die Daten werden [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] übertragen, die Empfängerseite ist durch [[Optokoppler]] (z. B. der Typ CNY17/II) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll ist dem [[RS-232]] Protokoll sehr ähnlich und kann von gängigen [[UART]]s generiert werden.

== Probleme==
MIDI wurde im Jahre 1982 von der Firma Roland eingeführt und ist aus heutiger Sicht veraltet. Das damals definierte Protokoll wurde für Einzelstimmengeräte erdacht und gestattet lediglich Controllerwerte bis 255, wodurch Lautstärke und Stimmformung nur realtiv grob eingestellt und nicht ohne hörbare Stufen verändert ("gefaded") werden können. Einige Musikgeräte wie virtuell analoge Synthesizer und Keyboards glätten daher die ankommenden Controllerdaten auf 10 oder mehr Bits, um ein flüssigeres Verhalten zu realiseren.

Was die Übertragungsgeschwindigkeit anbetrifft, sind die gut 30 kHz nicht geeignet, um viele Kanäle zu transportieren und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu beschreiben: Ein MIDI-Ergeinis benötigt mindestens 3 Bytes (bei kombinierten Controllerwerten 6) wodurch 8 Finger schon ohne Controllerwerte bereits mindestens 24 MIDI events erzeugen, was zu einer Latenz von 24ms für den letzen Werte gegenüber dem ersten führt. Durch die verschieden langen Nachrichten kommt es daher regelmässig zu unmusikalischem, unvorhersehbaren [[Jitter]]. Komplexere Lautstärkemdulationen mit quasianalogen MIDI-Gebern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte ("breath controller") sind damit sehr stark eingeschränkt.

Um das Problem zu mildern, werden MIDI-Daten mit einem Zeitstempel versehen, der es ermöglicht, dass die Endgeräte die Daten vorladen, sortieren und dennoch gleichzeitig auf Ergenisse reagieren. Damit müssen die Daten aber stark gepuffert werden und die Latenz steigt auf mindestens den Wert der letzten MIDI-Note an. Meist ist sie deutlich grösser, weil sicherheits ein entsprechend grossen Buffer vorgehalten werden muss. Dieses Vorgehen eigenet isch nur für offline Musikproduktionen am PC. Ein Spielen in live Situationen ist damit nicht sinnvoll möglich.

== Erweiterungen ==
Statt des klassischen MIDI-Transports über serielle Verbindungen mittels COM, sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI over USB und MIDI over Ethernet. Auch MIDI over S/PDIF wurde realisiert. Praktisch hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle durchgesetzt, da sie PC-Kompatibilität gerantiert und viele moderne Musikinstrumente über eine USB-Schnittstelle verfügen.

Für geringe Bandbreiten und Live-Spiel wäre MIDI über S/PDIF am Besten, da es die geringste Latenz besitzt. Für grössere Bandbreiten und lange Übertragungswerte wäre MIDI over Ethernet am Besten geeignet, da es die grösste Bandbreite besitzt. In beiden Fällen wird aber die effektive Bandbreite und damit Latenz zum Einzelgerät nicht verbessert, da die Geräte weiterhin intern mit der Standard-MIDI-Schnittstelle arbeiten und die erhöhte Bandbreite nur aussen für die Übertragung mehrerer Kanäle genutzt wird.

=== MIDI over EPP : 50 kB/s ===
Diese Methode wurde von einer Reihe von MIDI-Geräteherstellern in den 90ern benutzt. Es erfolgt eine Bündelung von 8 MIDI-Kanälen bidirektional durch Nutzung des Parallelports des PC-Computers entweder über EPP oder SPP. Theoretisch wären mindestens 50kByte/s ereichbar, praktisch kann die maximale Bandbreite des Ports durch die Beschränkung des MIDI-Protokolls der Geräte mit rund 500kBit/s ausgelastet werden.

=== MIDI over S/PDIF : 3 MBit/s ===
Von verschiedenen Seiten wurden Anfang der Jahrtausendwende Vorschläge unterbreitet, MIDI über die S/PDIF-Schnittstelle zu betreiben. Viele Geräte hatten diese Schnittstelle schon physikalisch integriert, allerdings scheiterte es an der Verfügbarkeit ausreichend schneller Mikrocontroller, um dies in der Breite zu realisieren. Derzeit gibt es einige Speziallösungen einzelner Hersteller, MIDI-Geräte zu bündeln und über S/PDIF bis zu 32 Kanäle gleichzeitg über grössere Entfernungen zu übertragen, was Kabel und Repeater spart, die zusätzliche Latenz brächten.

=== MIDI over FireWire : 10 MBit/s ===
Von Yamaha und anderen Herstellern wurde 1999 das sogenannte Music-Lan definiert, welches vergleichsweise hohe Bandbreiten zugelassen hätte, allerdings auch nur dann die Latenz verkürzt, wenn die Geräte MLAN-fähig sind. Dies war aber nur bei einigen Geräten von Yamaha selbst sowie wenigen Geräten von Drittherstellern der Fall.

=== MIDI over Ethernet : 100 MBit/s ===
Seit geraumer Zeit gab es Bestrebungen, MIDI über Ethernet zu versenden, meist über ein modifizierte UDP-Protokoll. Vereinzelt wurden in der Vergangenheit auch Lösungen von verschiedenen Seiten vorgestellt. Dies erfordert jedoch Ethernet-Chips und entsprechend schnelle Prozessoren in den Geräten, die viele Fimen oft nicht zu investieren bereit waren. Eine Erweiterung der Spezifikation des MIDI Protokolls, gfs auch mit 1Gbit, ist derzeit durch das MIDI Komitee geplant, welches seit 2005 MIDI 2.0 definiert.

=== MIDI over USB : 3 GBit/s ===
Das USB 3.0 Protokoll erlaubt bis zu 5GBit/s. Praktisch sind über längere Distanzen etwa 3GBit sicher übertragbar. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch über eine 1er Schnittstelle und haben bestenfalls USB 2.0implementiert. Dennoch wurde hiermit ein Quantensprung erzeugt, weil erstmalig USB-Masterkeyboards direkt USB-fähigen Klangerzeugern direkt gekoppelt werden konnten und so die Beschränkungen der Bandbreite von 31k überwundern wurde.

== Siehe auch ==
=== Artikel auf Mikrocontroller ===
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]

=== Beiträge auf Mikrocontroller ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/326905 MIDI over WIFI]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI Platinenselbstbau]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/295657 Eigenbau MIDI Controller]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/323354 MIDI mit BASCOM und AVR]

== externe Links ins Web ==
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI in der Wikipedia]
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI mit vielen Projekten]
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - high speed MIDI over S/PDIF]
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGa Evalboard mit Audio MIDI IO]
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de - viele DIY MIDI Projekte]
* [http://truechiptilldeath.com/blog/2009/04/16/fpga-arcade-board/ FPGA Arcade Board]

== Sonstiges ==

[[Kategorie:Audio]]
[[Kategorie:Datenübertragung]]

MIDI

2014-03-22T11:27:27Z

89.204.155.215: /* Beiträge auf Mikrocontroller */

MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. Die Daten werden [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] übertragen, die Empfängerseite ist durch [[Optokoppler]] (z. B. der Typ CNY17/II) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll ist dem [[RS-232]] Protokoll sehr ähnlich und kann von gängigen [[UART]]s generiert werden.

== Probleme==
MIDI wurde im Jahre 1982 von der Firma Roland eingeführt und ist aus heutiger Sicht veraltet. Das damals definierte Protokoll wurde für Einzelstimmengeräte erdacht und gestattet lediglich Controllerwerte bis 255, wodurch Lautstärke und Stimmformung nur realtiv grob eingestellt und nicht ohne hörbare Stufen verändert ("gefaded") werden können. Einige Musikgeräte wie virtuell analoge Synthesizer und Keyboards glätten daher die ankommenden Controllerdaten auf 10 oder mehr Bits, um ein flüssigeres Verhalten zu realiseren.

Was die Übertragungsgeschwindigkeit anbetrifft, sind die gut 30 kHz nicht geeignet, um viele Kanäle zu transportieren und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu beschreiben: Ein MIDI-Ergeinis benötigt mindestens 3 Bytes (bei kombinierten Controllerwerten 6) wodurch 8 Finger schon ohne Controllerwerte bereits mindestens 24 MIDI events erzeugen, was zu einer Latenz von 24ms für den letzen Werte gegenüber dem ersten führt. Durch die verschieden langen Nachrichten kommt es daher regelmässig zu unmusikalischem, unvorhersehbaren [[Jitter]]. Komplexere Lautstärkemdulationen mit quasianalogen MIDI-Gebern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte ("breath controller") sind damit sehr stark eingeschränkt.

Um das Problem zu mildern, werden MIDI-Daten mit einem Zeitstempel versehen, der es ermöglicht, dass die Endgeräte die Daten vorladen, sortieren und dennoch gleichzeitig auf Ergenisse reagieren. Damit müssen die Daten aber stark gepuffert werden und die Latenz steigt auf mindestens den Wert der letzten MIDI-Note an. Meist ist sie deutlich grösser, weil sicherheits ein entsprechend grossen Buffer vorgehalten werden muss. Dieses Vorgehen eigenet isch nur für offline Musikproduktionen am PC. Ein Spielen in live Situationen ist damit nicht sinnvoll möglich.

== Erweiterungen ==
Statt des klassischen MIDI-Transports über serielle Verbindungen mittels COM, sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI over USB und MIDI over Ethernet. Auch MIDI over S/PDIF wurde realisiert. Praktisch hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle durchgesetzt, da sie PC-Kompatibilität gerantiert und viele moderne Musikinstrumente über eine USB-Schnittstelle verfügen.

Für geringe Bandbreiten und Live-Spiel wäre MIDI über S/PDIF am Besten, da es die geringste Latenz besitzt. Für grössere Bandbreiten und lange Übertragungswerte wäre MIDI over Ethernet am Besten geeignet, da es die grösste Bandbreite besitzt. In beiden Fällen wird aber die effektive Bandbreite und damit Latenz zum Einzelgerät nicht verbessert, da die Geräte weiterhin intern mit der Standard-MIDI-Schnittstelle arbeiten und die erhöhte Bandbreite nur aussen für die Übertragung mehrerer Kanäle genutzt wird.

=== MIDI over EPP : 50 kB/s ===
Diese Methode wurde von einer Reihe von MIDI-Geräteherstellern in den 90ern benutzt. Es erfolgt eine Bündelung von 8 MIDI-Kanälen bidirektional durch Nutzung des Parallelports des PC-Computers entweder über EPP oder SPP. Theoretisch wären mindestens 50kByte/s ereichbar, praktisch kann die maximale Bandbreite des Ports durch die Beschränkung des MIDI-Protokolls der Geräte mit rund 500kBit/s ausgelastet werden.

=== MIDI over S/PDIF : 3 MBit/s ===
Von verschiedenen Seiten wurden Anfang der Jahrtausendwende Vorschläge unterbreitet, MIDI über die S/PDIF-Schnittstelle zu betreiben. Viele Geräte hatten diese Schnittstelle schon physikalisch integriert, allerdings scheiterte es an der Verfügbarkeit ausreichend schneller Mikrocontroller, um dies in der Breite zu realisieren. Derzeit gibt es einige Speziallösungen einzelner Hersteller, MIDI-Geräte zu bündeln und über S/PDIF bis zu 32 Kanäle gleichzeitg über grössere Entfernungen zu übertragen, was Kabel und Repeater spart, die zusätzliche Latenz brächten.

=== MIDI over Ethernet : 10 MBit/s ===
Von Yamaha und anderen Herstellern wurde vor ca 10 Jahren das sogenannte Music-Lan definiert, welches vergleichsweise hohe Bandbreiten zugelassen hätte, allerdings auch nur dann die Latenz verkürzt, wenn die Geräte MLAN-fähig sind. Dies erforderte jedoch Ethernet-Chips und entsprechend schnelle Prozessoren, die viele nicht zu investieren bereit waren. Eine Erweiterung auf 100MBit, gfs 1Gbit ist derzeit durch das MIDI Komitee geplant, welches MIDI 2.0 definiert.

=== MIDI over USB : 3 GBit/s ===
Das USB 3.0 Protokoll erlaubt bis zu 5GBit/s. Praktisch sind über längere Distanzen etwa 3GBit sicher übertragbar. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch über eine 1er Schnittstelle und haben bestenfalls USB 2.0implementiert. Dennoch wurde hiermit ein Quantensprung erzeugt, weil erstmalig USB-Masterkeyboards direkt USB-fähigen Klangerzeugern direkt gekoppelt werden konnten und so die Beschränkungen der Bandbreite von 31k überwundern wurde.

== Siehe auch ==
=== Artikel auf Mikrocontroller ===
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]

=== Beiträge auf Mikrocontroller ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/326905 MIDI over WIFI]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/320743 MIDI Platinenselbstbau]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/295657 Eigenbau MIDI Controller]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/323354 MIDI mit BASCOM und AVR]

== externe Links ins Web ==
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI in der Wikipedia]
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI mit vielen Projekten]
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - high speed MIDI over S/PDIF]
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGa Evalboard mit Audio MIDI IO]
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de - viele DIY MIDI Projekte]
* [http://truechiptilldeath.com/blog/2009/04/16/fpga-arcade-board/ FPGA Arcade Board]

== Sonstiges ==

[[Kategorie:Audio]]
[[Kategorie:Datenübertragung]]

MIDI

2014-03-22T11:20:56Z

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MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. Die Daten werden [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] übertragen, die Empfängerseite ist durch [[Optokoppler]] (z. B. der Typ CNY17/II) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll ist dem [[RS-232]] Protokoll sehr ähnlich und kann von gängigen [[UART]]s generiert werden.

== Probleme==
MIDI wurde im Jahre 1982 von der Firma Roland eingeführt und ist aus heutiger Sicht veraltet. Das damals definierte Protokoll wurde für Einzelstimmengeräte erdacht und gestattet lediglich Controllerwerte bis 255, wodurch Lautstärke und Stimmformung nur realtiv grob eingestellt und nicht ohne hörbare Stufen verändert ("gefaded") werden können. Einige Musikgeräte wie virtuell analoge Synthesizer und Keyboards glätten daher die ankommenden Controllerdaten auf 10 oder mehr Bits, um ein flüssigeres Verhalten zu realiseren.

Was die Übertragungsgeschwindigkeit anbetrifft, sind die gut 30 kHz nicht geeignet, um viele Kanäle zu transportieren und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu beschreiben: Ein MIDI-Ergeinis benötigt mindestens 3 Bytes (bei kombinierten Controllerwerten 6) wodurch 8 Finger schon ohne Controllerwerte bereits mindestens 24 MIDI events erzeugen, was zu einer Latenz von 24ms für den letzen Werte gegenüber dem ersten führt. Durch die verschieden langen Nachrichten kommt es daher regelmässig zu unmusikalischem, unvorhersehbaren [[Jitter]]. Komplexere Lautstärkemdulationen mit quasianalogen MIDI-Gebern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte ("breath controller") sind damit sehr stark eingeschränkt.

Um das Problem zu mildern, werden MIDI-Daten mit einem Zeitstempel versehen, der es ermöglicht, dass die Endgeräte die Daten vorladen, sortieren und dennoch gleichzeitig auf Ergenisse reagieren. Damit müssen die Daten aber stark gepuffert werden und die Latenz steigt auf mindestens den Wert der letzten MIDI-Note an. Meist ist sie deutlich grösser, weil sicherheits ein entsprechend grossen Buffer vorgehalten werden muss. Dieses Vorgehen eigenet isch nur für offline Musikproduktionen am PC. Ein Spielen in live Situationen ist damit nicht sinnvoll möglich.

== Erweiterungen ==
Statt des klassischen MIDI-Transports über serielle Verbindungen mittels COM, sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI over USB und MIDI over Ethernet. Auch MIDI over S/PDIF wurde realisiert. Praktisch hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle durchgesetzt, da sie PC-Kompatibilität gerantiert und viele moderne Musikinstrumente über eine USB-Schnittstelle verfügen.

Für geringe Bandbreiten und Live-Spiel wäre MIDI über S/PDIF am Besten, da es die geringste Latenz besitzt. Für grössere Bandbreiten und lange Übertragungswerte wäre MIDI over Ethernet am Besten geeignet, da es die grösste Bandbreite besitzt. In beiden Fällen wird aber die effektive Bandbreite und damit Latenz zum Einzelgerät nicht verbessert, da die Geräte weiterhin intern mit der Standard-MIDI-Schnittstelle arbeiten und die erhöhte Bandbreite nur aussen für die Übertragung mehrerer Kanäle genutzt wird.

=== MIDI over EPP : 50 kB/s ===
Diese Methode wurde von einer Reihe von MIDI-Geräteherstellern in den 90ern benutzt. Es erfolgt eine Bündelung von 8 MIDI-Kanälen bidirektional durch Nutzung des Parallelports des PC-Computers entweder über EPP oder SPP. Theoretisch wären mindestens 50kByte/s ereichbar, praktisch kann die maximale Bandbreite des Ports durch die Beschränkung des MIDI-Protokolls der Geräte mit rund 500kBit/s ausgelastet werden.

=== MIDI over S/PDIF : 3 MBit/s ===
Von verschiedenen Seiten wurden Anfang der Jahrtausendwende Vorschläge unterbreitet, MIDI über die S/PDIF-Schnittstelle zu betreiben. Viele Geräte hatten diese Schnittstelle schon physikalisch integriert, allerdings scheiterte es an der Verfügbarkeit ausreichend schneller Mikrocontroller, um dies in der Breite zu realisieren. Derzeit gibt es einige Speziallösungen einzelner Hersteller, MIDI-Geräte zu bündeln und über S/PDIF bis zu 32 Kanäle gleichzeitg über grössere Entfernungen zu übertragen, was Kabel und Repeater spart, die zusätzliche Latenz brächten.

=== MIDI over Ethernet : 10 MBit/s ===
Von Yamaha und anderen Herstellern wurde vor ca 10 Jahren das sogenannte Music-Lan definiert, welches vergleichsweise hohe Bandbreiten zugelassen hätte, allerdings auch nur dann die Latenz verkürzt, wenn die Geräte MLAN-fähig sind. Dies erforderte jedoch Ethernet-Chips und entsprechend schnelle Prozessoren, die viele nicht zu investieren bereit waren. Eine Erweiterung auf 100MBit, gfs 1Gbit ist derzeit durch das MIDI Komitee geplant, welches MIDI 2.0 definiert.

=== MIDI over USB : 3 GBit/s ===
Das USB 3.0 Protokoll erlaubt bis zu 5GBit/s. Praktisch sind über längere Distanzen etwa 3GBit sicher übertragbar. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch über eine 1er Schnittstelle und haben bestenfalls USB 2.0implementiert. Dennoch wurde hiermit ein Quantensprung erzeugt, weil erstmalig USB-Masterkeyboards direkt USB-fähigen Klangerzeugern direkt gekoppelt werden konnten und so die Beschränkungen der Bandbreite von 31k überwundern wurde.

== Siehe auch ==
=== Artikel auf Mikrocontroller ===
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]

=== Beiträge auf Mikrocontroller ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/326905 MIDI over WIFI]

== externe Links ins Web ==
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI in der Wikipedia]
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI mit vielen Projekten]
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - high speed MIDI over S/PDIF]
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGa Evalboard mit Audio MIDI IO]
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de - viele DIY MIDI Projekte]
* [http://truechiptilldeath.com/blog/2009/04/16/fpga-arcade-board/ FPGA Arcade Board]

== Sonstiges ==

[[Kategorie:Audio]]
[[Kategorie:Datenübertragung]]

MIDI

2014-03-22T11:16:20Z

89.204.155.215: /* Siehe auch */ soritert

MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. Die Daten werden [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] übertragen, die Empfängerseite ist durch [[Optokoppler]] (z. B. der Typ CNY17/II) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll ist dem [[RS-232]] Protokoll sehr ähnlich und kann von gängigen [[UART]]s generiert werden.

== Probleme==
MIDI wurde im Jahre 1982 von der Firma Roland eingeführt und ist aus heutiger Sicht veraltet. Das damals definierte Protokoll wurde für Einzelstimmengeräte erdacht und gestattet lediglich Controllerwerte bis 255, wodurch Lautstärke und Stimmformung nur realtiv grob eingestellt und nicht ohne hörbare Stufen verändert ("gefaded") werden können. Einige Musikgeräte wie virtuell analoge Synthesizer und Keyboards glätten daher die ankommenden Controllerdaten auf 10 oder mehr Bits, um ein flüssigeres Verhalten zu realiseren.

Was die Übertragungsgeschwindigkeit anbetrifft, sind die gut 30 kHz nicht geeignet, um viele Kanäle zu transportieren und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu beschreiben: Ein MIDI-Ergeinis benötigt mindestens 3 Bytes (bei kombinierten Controllerwerten 6) wodurch 8 Finger schon ohne Controllerwerte bereits mindestens 24 MIDI events erzeugen, was zu einer Latenz von 24ms für den letzen Werte gegenüber dem ersten führt. Durch die verschieden langen Nachrichten kommt es daher regelmässig zu unmusikalischem, unvorhersehbaren [[Jitter]]. Komplexere Lautstärkemdulationen mit quasianalogen MIDI-Gebern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte ("breath controller") sind damit sehr stark eingeschränkt.

Um das Problem zu mildern, werden MIDI-Daten mit einem Zeitstempel versehen, der es ermöglicht, dass die Endgeräte die Daten vorladen, sortieren und dennoch gleichzeitig auf Ergenisse reagieren. Damit müssen die Daten aber stark gepuffert werden und die Latenz steigt auf mindestens den Wert der letzten MIDI-Note an. Meist ist sie deutlich grösser, weil sicherheits ein entsprechend grossen Buffer vorgehalten werden muss. Dieses Vorgehen eigenet isch nur für offline Musikproduktionen am PC. Ein Spielen in live Situationen ist damit nicht sinnvoll möglich.

== Erweiterungen ==
Statt des klassischen MIDI-Transports über serielle Verbindungen mittels COM, sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI over USB und MIDI over Ethernet. Auch MIDI over S/PDIF wurde realisiert. Praktisch hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle durchgesetzt, da sie PC-Kompatibilität gerantiert und viele moderne Musikinstrumente über eine USB-Schnittstelle verfügen.

Für geringe Bandbreiten und Live-Spiel wäre MIDI über S/PDIF am Besten, da es die geringste Latenz besitzt. Für grössere Bandbreiten und lange Übertragungswerte wäre MIDI over Ethernet am Besten geeignet, da es die grösste Bandbreite besitzt. In beiden Fällen wird aber die effektive Bandbreite und damit Latenz zum Einzelgerät nicht verbessert, da die Geräte weiterhin intern mit der Standard-MIDI-Schnittstelle arbeiten und die erhöhte Bandbreite nur aussen für die Übertragung mehrerer Kanäle genutzt wird.

=== MIDI over EPP : 50 kB/s ===
Diese Methode wurde von einer Reihe von MIDI-Geräteherstellern in den 90ern benutzt. Es erfolgt eine Bündelung von 8 MIDI-Kanälen bidirektional durch Nutzung des Parallelports des PC-Computers entweder über EPP oder SPP. Theoretisch wären mindestens 50kByte/s ereichbar, praktisch kann die maximale Bandbreite des Ports durch die Beschränkung des MIDI-Protokolls der Geräte mit rund 500kBit/s ausgelastet werden.

=== MIDI over S/PDIF : 3 MBit/s ===
Von verschiedenen Seiten wurden Anfang der Jahrtausendwende Vorschläge unterbreitet, MIDI über die S/PDIF-Schnittstelle zu betreiben. Viele Geräte hatten diese Schnittstelle schon physikalisch integriert, allerdings scheiterte es an der Verfügbarkeit ausreichend schneller Mikrocontroller, um dies in der Breite zu realisieren. Derzeit gibt es einige Speziallösungen einzelner Hersteller, MIDI-Geräte zu bündeln und über S/PDIF bis zu 32 Kanäle gleichzeitg über grössere Entfernungen zu übertragen, was Kabel und Repeater spart, die zusätzliche Latenz brächten.

=== MIDI over Ethernet : 10 MBit/s ===
Von Yamaha und anderen Herstellern wurde vor ca 10 Jahren das sogenannte Music-Lan definiert, welches vergleichsweise hohe Bandbreiten zugelassen hätte, allerdings auch nur dann die Latenz verkürzt, wenn die Geräte MLAN-fähig sind. Dies erforderte jedoch Ethernet-Chips und entsprechend schnelle Prozessoren, die viele nicht zu investieren bereit waren. Eine Erweiterung auf 100MBit, gfs 1Gbit ist derzeit durch das MIDI Komitee geplant, welches MIDI 2.0 definiert.

=== MIDI over USB : 3 GBit/s ===
Das USB 3.0 Protokoll erlaubt bis zu 5GBit/s. Praktisch sind über längere Distanzen etwa 3GBit sicher übertragbar. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch über eine 1er Schnittstelle und haben bestenfalls USB 2.0implementiert. Dennoch wurde hiermit ein Quantensprung erzeugt, weil erstmalig USB-Masterkeyboards direkt USB-fähigen Klangerzeugern direkt gekoppelt werden konnten und so die Beschränkungen der Bandbreite von 31k überwundern wurde.

== Siehe auch ==
=== Artikel auf Mikrocontroller ===
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]

=== Beiträge auf Mikrocontroller ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/326905 MIDI over WIFI]

== Weblinks ==
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI]
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - MIDI]
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGa Evalboard mit Audio MIDI IO]
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de] - Non-commercial DIY Projects for MIDI Hardware Geeks. ([[PIC]]18F452)
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI auf WIKI]

== Sonstiges ==

[[Kategorie:Audio]]
[[Kategorie:Datenübertragung]]

MIDI

2014-03-22T11:14:18Z

89.204.155.215: Interessante Beiträge

MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. Die Daten werden [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] übertragen, die Empfängerseite ist durch [[Optokoppler]] (z. B. der Typ CNY17/II) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll ist dem [[RS-232]] Protokoll sehr ähnlich und kann von gängigen [[UART]]s generiert werden.

== Probleme==
MIDI wurde im Jahre 1982 von der Firma Roland eingeführt und ist aus heutiger Sicht veraltet. Das damals definierte Protokoll wurde für Einzelstimmengeräte erdacht und gestattet lediglich Controllerwerte bis 255, wodurch Lautstärke und Stimmformung nur realtiv grob eingestellt und nicht ohne hörbare Stufen verändert ("gefaded") werden können. Einige Musikgeräte wie virtuell analoge Synthesizer und Keyboards glätten daher die ankommenden Controllerdaten auf 10 oder mehr Bits, um ein flüssigeres Verhalten zu realiseren.

Was die Übertragungsgeschwindigkeit anbetrifft, sind die gut 30 kHz nicht geeignet, um viele Kanäle zu transportieren und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu beschreiben: Ein MIDI-Ergeinis benötigt mindestens 3 Bytes (bei kombinierten Controllerwerten 6) wodurch 8 Finger schon ohne Controllerwerte bereits mindestens 24 MIDI events erzeugen, was zu einer Latenz von 24ms für den letzen Werte gegenüber dem ersten führt. Durch die verschieden langen Nachrichten kommt es daher regelmässig zu unmusikalischem, unvorhersehbaren [[Jitter]]. Komplexere Lautstärkemdulationen mit quasianalogen MIDI-Gebern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte ("breath controller") sind damit sehr stark eingeschränkt.

Um das Problem zu mildern, werden MIDI-Daten mit einem Zeitstempel versehen, der es ermöglicht, dass die Endgeräte die Daten vorladen, sortieren und dennoch gleichzeitig auf Ergenisse reagieren. Damit müssen die Daten aber stark gepuffert werden und die Latenz steigt auf mindestens den Wert der letzten MIDI-Note an. Meist ist sie deutlich grösser, weil sicherheits ein entsprechend grossen Buffer vorgehalten werden muss. Dieses Vorgehen eigenet isch nur für offline Musikproduktionen am PC. Ein Spielen in live Situationen ist damit nicht sinnvoll möglich.

== Erweiterungen ==
Statt des klassischen MIDI-Transports über serielle Verbindungen mittels COM, sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI over USB und MIDI over Ethernet. Auch MIDI over S/PDIF wurde realisiert. Praktisch hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle durchgesetzt, da sie PC-Kompatibilität gerantiert und viele moderne Musikinstrumente über eine USB-Schnittstelle verfügen.

Für geringe Bandbreiten und Live-Spiel wäre MIDI über S/PDIF am Besten, da es die geringste Latenz besitzt. Für grössere Bandbreiten und lange Übertragungswerte wäre MIDI over Ethernet am Besten geeignet, da es die grösste Bandbreite besitzt. In beiden Fällen wird aber die effektive Bandbreite und damit Latenz zum Einzelgerät nicht verbessert, da die Geräte weiterhin intern mit der Standard-MIDI-Schnittstelle arbeiten und die erhöhte Bandbreite nur aussen für die Übertragung mehrerer Kanäle genutzt wird.

=== MIDI over EPP : 50 kB/s ===
Diese Methode wurde von einer Reihe von MIDI-Geräteherstellern in den 90ern benutzt. Es erfolgt eine Bündelung von 8 MIDI-Kanälen bidirektional durch Nutzung des Parallelports des PC-Computers entweder über EPP oder SPP. Theoretisch wären mindestens 50kByte/s ereichbar, praktisch kann die maximale Bandbreite des Ports durch die Beschränkung des MIDI-Protokolls der Geräte mit rund 500kBit/s ausgelastet werden.

=== MIDI over S/PDIF : 3 MBit/s ===
Von verschiedenen Seiten wurden Anfang der Jahrtausendwende Vorschläge unterbreitet, MIDI über die S/PDIF-Schnittstelle zu betreiben. Viele Geräte hatten diese Schnittstelle schon physikalisch integriert, allerdings scheiterte es an der Verfügbarkeit ausreichend schneller Mikrocontroller, um dies in der Breite zu realisieren. Derzeit gibt es einige Speziallösungen einzelner Hersteller, MIDI-Geräte zu bündeln und über S/PDIF bis zu 32 Kanäle gleichzeitg über grössere Entfernungen zu übertragen, was Kabel und Repeater spart, die zusätzliche Latenz brächten.

=== MIDI over Ethernet : 10 MBit/s ===
Von Yamaha und anderen Herstellern wurde vor ca 10 Jahren das sogenannte Music-Lan definiert, welches vergleichsweise hohe Bandbreiten zugelassen hätte, allerdings auch nur dann die Latenz verkürzt, wenn die Geräte MLAN-fähig sind. Dies erforderte jedoch Ethernet-Chips und entsprechend schnelle Prozessoren, die viele nicht zu investieren bereit waren. Eine Erweiterung auf 100MBit, gfs 1Gbit ist derzeit durch das MIDI Komitee geplant, welches MIDI 2.0 definiert.

=== MIDI over USB : 3 GBit/s ===
Das USB 3.0 Protokoll erlaubt bis zu 5GBit/s. Praktisch sind über längere Distanzen etwa 3GBit sicher übertragbar. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch über eine 1er Schnittstelle und haben bestenfalls USB 2.0implementiert. Dennoch wurde hiermit ein Quantensprung erzeugt, weil erstmalig USB-Masterkeyboards direkt USB-fähigen Klangerzeugern direkt gekoppelt werden konnten und so die Beschränkungen der Bandbreite von 31k überwundern wurde.

== Siehe auch ==
=== Diskussionen auf Mikrocontroller ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/326905 MIDI over WIFI]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL, MIDI Compiler]

=== Artikel auf Mikrocontroller ===
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]

=== Links ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]
* [http://truechiptilldeath.com/blog/2009/04/16/fpga-arcade-board/ FPGA Arcade Board]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]

== Weblinks ==
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI]
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - MIDI]
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGa Evalboard mit Audio MIDI IO]
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de] - Non-commercial DIY Projects for MIDI Hardware Geeks. ([[PIC]]18F452)
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI auf WIKI]

== Sonstiges ==

[[Kategorie:Audio]]
[[Kategorie:Datenübertragung]]

MIDI

2014-03-22T11:02:36Z

89.204.155.215: /* Probleme */

MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. Die Daten werden [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] übertragen, die Empfängerseite ist durch [[Optokoppler]] (z. B. der Typ CNY17/II) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll ist dem [[RS-232]] Protokoll sehr ähnlich und kann von gängigen [[UART]]s generiert werden.

== Probleme==
MIDI wurde im Jahre 1982 von der Firma Roland eingeführt und ist aus heutiger Sicht veraltet. Das damals definierte Protokoll wurde für Einzelstimmengeräte erdacht und gestattet lediglich Controllerwerte bis 255, wodurch Lautstärke und Stimmformung nur realtiv grob eingestellt und nicht ohne hörbare Stufen verändert ("gefaded") werden können. Einige Musikgeräte wie virtuell analoge Synthesizer und Keyboards glätten daher die ankommenden Controllerdaten auf 10 oder mehr Bits, um ein flüssigeres Verhalten zu realiseren.

Was die Übertragungsgeschwindigkeit anbetrifft, sind die gut 30 kHz nicht geeignet, um viele Kanäle zu transportieren und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu beschreiben: Ein MIDI-Ergeinis benötigt mindestens 3 Bytes (bei kombinierten Controllerwerten 6) wodurch 8 Finger schon ohne Controllerwerte bereits mindestens 24 MIDI events erzeugen, was zu einer Latenz von 24ms für den letzen Werte gegenüber dem ersten führt. Durch die verschieden langen Nachrichten kommt es daher regelmässig zu unmusikalischem, unvorhersehbaren [[Jitter]]. Komplexere Lautstärkemdulationen mit quasianalogen MIDI-Gebern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte ("breath controller") sind damit sehr stark eingeschränkt.

Um das Problem zu mildern, werden MIDI-Daten mit einem Zeitstempel versehen, der es ermöglicht, dass die Endgeräte die Daten vorladen, sortieren und dennoch gleichzeitig auf Ergenisse reagieren. Damit müssen die Daten aber stark gepuffert werden und die Latenz steigt auf mindestens den Wert der letzten MIDI-Note an. Meist ist sie deutlich grösser, weil sicherheits ein entsprechend grossen Buffer vorgehalten werden muss. Dieses Vorgehen eigenet isch nur für offline Musikproduktionen am PC. Ein Spielen in live Situationen ist damit nicht sinnvoll möglich.

== Erweiterungen ==
Statt des klassischen MIDI-Transports über serielle Verbindungen mittels COM, sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI over USB und MIDI over Ethernet. Auch MIDI over S/PDIF wurde realisiert. Praktisch hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle durchgesetzt, da sie PC-Kompatibilität gerantiert und viele moderne Musikinstrumente über eine USB-Schnittstelle verfügen.

Für geringe Bandbreiten und Live-Spiel wäre MIDI über S/PDIF am Besten, da es die geringste Latenz besitzt. Für grössere Bandbreiten und lange Übertragungswerte wäre MIDI over Ethernet am Besten geeignet, da es die grösste Bandbreite besitzt. In beiden Fällen wird aber die effektive Bandbreite und damit Latenz zum Einzelgerät nicht verbessert, da die Geräte weiterhin intern mit der Standard-MIDI-Schnittstelle arbeiten und die erhöhte Bandbreite nur aussen für die Übertragung mehrerer Kanäle genutzt wird.

=== MIDI over EPP : 50 kB/s ===
Diese Methode wurde von einer Reihe von MIDI-Geräteherstellern in den 90ern benutzt. Es erfolgt eine Bündelung von 8 MIDI-Kanälen bidirektional durch Nutzung des Parallelports des PC-Computers entweder über EPP oder SPP. Theoretisch wären mindestens 50kByte/s ereichbar, praktisch kann die maximale Bandbreite des Ports durch die Beschränkung des MIDI-Protokolls der Geräte mit rund 500kBit/s ausgelastet werden.

=== MIDI over S/PDIF : 3 MBit/s ===
Von verschiedenen Seiten wurden Anfang der Jahrtausendwende Vorschläge unterbreitet, MIDI über die S/PDIF-Schnittstelle zu betreiben. Viele Geräte hatten diese Schnittstelle schon physikalisch integriert, allerdings scheiterte es an der Verfügbarkeit ausreichend schneller Mikrocontroller, um dies in der Breite zu realisieren. Derzeit gibt es einige Speziallösungen einzelner Hersteller, MIDI-Geräte zu bündeln und über S/PDIF bis zu 32 Kanäle gleichzeitg über grössere Entfernungen zu übertragen, was Kabel und Repeater spart, die zusätzliche Latenz brächten.

=== MIDI over Ethernet : 10 MBit/s ===
Von Yamaha und anderen Herstellern wurde vor ca 10 Jahren das sogenannte Music-Lan definiert, welches vergleichsweise hohe Bandbreiten zugelassen hätte, allerdings auch nur dann die Latenz verkürzt, wenn die Geräte MLAN-fähig sind. Dies erforderte jedoch Ethernet-Chips und entsprechend schnelle Prozessoren, die viele nicht zu investieren bereit waren. Eine Erweiterung auf 100MBit, gfs 1Gbit ist derzeit durch das MIDI Komitee geplant, welches MIDI 2.0 definiert.

=== MIDI over USB : 3 GBit/s ===
Das USB 3.0 Protokoll erlaubt bis zu 5GBit/s. Praktisch sind über längere Distanzen etwa 3GBit sicher übertragbar. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch über eine 1er Schnittstelle und haben bestenfalls USB 2.0implementiert. Dennoch wurde hiermit ein Quantensprung erzeugt, weil erstmalig USB-Masterkeyboards direkt USB-fähigen Klangerzeugern direkt gekoppelt werden konnten und so die Beschränkungen der Bandbreite von 31k überwundern wurde.

== Siehe auch ==
=== Artikel ===
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]

=== Links ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]
* [http://truechiptilldeath.com/blog/2009/04/16/fpga-arcade-board/ FPGA Arcade Board]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]

== Weblinks ==
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI]
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - MIDI]
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGa Evalboard mit Audio MIDI IO]
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de] - Non-commercial DIY Projects for MIDI Hardware Geeks. ([[PIC]]18F452)
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI auf WIKI]

== Sonstiges ==

[[Kategorie:Audio]]
[[Kategorie:Datenübertragung]]

MIDI

2014-03-22T10:52:41Z

89.204.155.215: /* MIDI over S/PDIF : 3 MBit/s */

MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. Die Daten werden [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] übertragen, die Empfängerseite ist durch [[Optokoppler]] (z. B. der Typ CNY17/II) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll ist dem [[RS-232]] Protokoll sehr ähnlich und kann von gängigen [[UART]]s generiert werden.

== Probleme==
MIDI ist aus heutiger Sicht veraltet. Das in den 80ern entwickelte Protokoll gestattet lediglich Controllerwerte bis 127/255 wodurch Lautstärke und Stimmformung nur sehr grob eingestellt und nicht ohne Sprünge gefaded werden können. Geräte glätten daher die ankommenden Controllerdaten heute auf 10 oder mehr Bits, um ein flüssiges Verhalten zu gewährleisten.

Was die Geschwindigkeit betrifft, sind die o.g. 30kHz nicht geeignet, um viele Kanäle zu transportieren und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu transportieren: Ein MIDI-Ergeinis benötigt bis zu 3 Bytes wodurch 6 Finger mitsamt Controllerwerten bereits 20 MIDI events erzeugen. Komplexere Lautstärkemdulationen mit breath Controllern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte sind stark eingeschränkt. Durch die verschieden langen Nachrichten kommt es daher regelmässig zu unmusikalischen unvorhersehbaren [[Jitter]].

Um das Problem zu mildern, werden MIDI-Daten mit einem Zeitstempel versehen, der es ermöglicht, dass die Endgeräte die Daten vorladen, sortieren und dennoch gleichzeitg auf Ergenisse reagieren. Damit müssen die Daten aber stark gepuffert werden und die Latenz steigt auf mindestens den Wert der letzten MIDI-Note an. Meist ist sie deutlich grösser, weil ein entsprechend grossen Buffer vorgehalten werden muss.

Ein Spielen in live Situationen ist damit nicht sinnvoll möglich.

== Erweiterungen ==
Statt des klassischen MIDI-Transports über serielle Verbindungen mittels COM, sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI over USB und MIDI over Ethernet. Auch MIDI over S/PDIF wurde realisiert. Praktisch hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle durchgesetzt, da sie PC-Kompatibilität gerantiert und viele moderne Musikinstrumente über eine USB-Schnittstelle verfügen.

Für geringe Bandbreiten und Live-Spiel wäre MIDI über S/PDIF am Besten, da es die geringste Latenz besitzt. Für grössere Bandbreiten und lange Übertragungswerte wäre MIDI over Ethernet am Besten geeignet, da es die grösste Bandbreite besitzt. In beiden Fällen wird aber die effektive Bandbreite und damit Latenz zum Einzelgerät nicht verbessert, da die Geräte weiterhin intern mit der Standard-MIDI-Schnittstelle arbeiten und die erhöhte Bandbreite nur aussen für die Übertragung mehrerer Kanäle genutzt wird.

=== MIDI over EPP : 50 kB/s ===
Diese Methode wurde von einer Reihe von MIDI-Geräteherstellern in den 90ern benutzt. Es erfolgt eine Bündelung von 8 MIDI-Kanälen bidirektional durch Nutzung des Parallelports des PC-Computers entweder über EPP oder SPP. Theoretisch wären mindestens 50kByte/s ereichbar, praktisch kann die maximale Bandbreite des Ports durch die Beschränkung des MIDI-Protokolls der Geräte mit rund 500kBit/s ausgelastet werden.

=== MIDI over S/PDIF : 3 MBit/s ===
Von verschiedenen Seiten wurden Anfang der Jahrtausendwende Vorschläge unterbreitet, MIDI über die S/PDIF-Schnittstelle zu betreiben. Viele Geräte hatten diese Schnittstelle schon physikalisch integriert, allerdings scheiterte es an der Verfügbarkeit ausreichend schneller Mikrocontroller, um dies in der Breite zu realisieren. Derzeit gibt es einige Speziallösungen einzelner Hersteller, MIDI-Geräte zu bündeln und über S/PDIF bis zu 32 Kanäle gleichzeitg über grössere Entfernungen zu übertragen, was Kabel und Repeater spart, die zusätzliche Latenz brächten.

=== MIDI over Ethernet : 10 MBit/s ===
Von Yamaha und anderen Herstellern wurde vor ca 10 Jahren das sogenannte Music-Lan definiert, welches vergleichsweise hohe Bandbreiten zugelassen hätte, allerdings auch nur dann die Latenz verkürzt, wenn die Geräte MLAN-fähig sind. Dies erforderte jedoch Ethernet-Chips und entsprechend schnelle Prozessoren, die viele nicht zu investieren bereit waren. Eine Erweiterung auf 100MBit, gfs 1Gbit ist derzeit durch das MIDI Komitee geplant, welches MIDI 2.0 definiert.

=== MIDI over USB : 3 GBit/s ===
Das USB 3.0 Protokoll erlaubt bis zu 5GBit/s. Praktisch sind über längere Distanzen etwa 3GBit sicher übertragbar. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch über eine 1er Schnittstelle und haben bestenfalls USB 2.0implementiert. Dennoch wurde hiermit ein Quantensprung erzeugt, weil erstmalig USB-Masterkeyboards direkt USB-fähigen Klangerzeugern direkt gekoppelt werden konnten und so die Beschränkungen der Bandbreite von 31k überwundern wurde.

== Siehe auch ==
=== Artikel ===
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]

=== Links ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]
* [http://truechiptilldeath.com/blog/2009/04/16/fpga-arcade-board/ FPGA Arcade Board]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]

== Weblinks ==
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI]
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - MIDI]
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGa Evalboard mit Audio MIDI IO]
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de] - Non-commercial DIY Projects for MIDI Hardware Geeks. ([[PIC]]18F452)
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI auf WIKI]

== Sonstiges ==

[[Kategorie:Audio]]
[[Kategorie:Datenübertragung]]

MIDI

2014-03-22T10:48:33Z

89.204.155.215: /* MIDI over EPP : 50kB/s */ usb

MIDI ('''M'''usical '''I'''nstruments '''D'''igital '''I'''nterface) ist ein Protokoll zum Übertragen von Steuerbefehlen zwischen elektronischen Musikinstrumenten wie Keyboards, Synthesizern, Samplern etc. Die Daten werden [[seriell]] mit 31250 [[Baud]] übertragen, die Empfängerseite ist durch [[Optokoppler]] (z. B. der Typ CNY17/II) galvanisch vom Sender getrennt. Das Protokoll ist dem [[RS-232]] Protokoll sehr ähnlich und kann von gängigen [[UART]]s generiert werden.

== Probleme==
MIDI ist aus heutiger Sicht veraltet. Das in den 80ern entwickelte Protokoll gestattet lediglich Controllerwerte bis 127/255 wodurch Lautstärke und Stimmformung nur sehr grob eingestellt und nicht ohne Sprünge gefaded werden können. Geräte glätten daher die ankommenden Controllerdaten heute auf 10 oder mehr Bits, um ein flüssiges Verhalten zu gewährleisten.

Was die Geschwindigkeit betrifft, sind die o.g. 30kHz nicht geeignet, um viele Kanäle zu transportieren und mehrere gleichzeitige Ereignisse, wie einen beidhändigen Akkordanschlag angemessen zu transportieren: Ein MIDI-Ergeinis benötigt bis zu 3 Bytes wodurch 6 Finger mitsamt Controllerwerten bereits 20 MIDI events erzeugen. Komplexere Lautstärkemdulationen mit breath Controllern, wie bei der MIDI-Gitarre und MIDI-Flöte sind stark eingeschränkt. Durch die verschieden langen Nachrichten kommt es daher regelmässig zu unmusikalischen unvorhersehbaren [[Jitter]].

Um das Problem zu mildern, werden MIDI-Daten mit einem Zeitstempel versehen, der es ermöglicht, dass die Endgeräte die Daten vorladen, sortieren und dennoch gleichzeitg auf Ergenisse reagieren. Damit müssen die Daten aber stark gepuffert werden und die Latenz steigt auf mindestens den Wert der letzten MIDI-Note an. Meist ist sie deutlich grösser, weil ein entsprechend grossen Buffer vorgehalten werden muss.

Ein Spielen in live Situationen ist damit nicht sinnvoll möglich.

== Erweiterungen ==
Statt des klassischen MIDI-Transports über serielle Verbindungen mittels COM, sind heute höhere Bandbreiten möglich, z.B. durch MIDI over USB und MIDI over Ethernet. Auch MIDI over S/PDIF wurde realisiert. Praktisch hat sich MIDI über die USB-Schnittstelle durchgesetzt, da sie PC-Kompatibilität gerantiert und viele moderne Musikinstrumente über eine USB-Schnittstelle verfügen.

Für geringe Bandbreiten und Live-Spiel wäre MIDI über S/PDIF am Besten, da es die geringste Latenz besitzt. Für grössere Bandbreiten und lange Übertragungswerte wäre MIDI over Ethernet am Besten geeignet, da es die grösste Bandbreite besitzt. In beiden Fällen wird aber die effektive Bandbreite und damit Latenz zum Einzelgerät nicht verbessert, da die Geräte weiterhin intern mit der Standard-MIDI-Schnittstelle arbeiten und die erhöhte Bandbreite nur aussen für die Übertragung mehrerer Kanäle genutzt wird.

=== MIDI over EPP : 50 kB/s ===
Diese Methode wurde von einer Reihe von MIDI-Geräteherstellern in den 90ern benutzt. Es erfolgt eine Bündelung von 8 MIDI-Kanälen bidirektional durch Nutzung des Parallelports des PC-Computers entweder über EPP oder SPP. Theoretisch wären mindestens 50kByte/s ereichbar, praktisch kann die maximale Bandbreite des Ports durch die Beschränkung des MIDI-Protokolls der Geräte mit rund 500kBit/s ausgelastet werden.

=== MIDI over S/PDIF : 3 MBit/s ===
Von verschiedenen Seiten wurden Anfang der Jahrtausendwende Vorschläge unterbreitet, MIDI über die S/PDIF-Schnittstelle zu betreiben. Viele Geräte hatten diese Schnittstelle schon physikalisch integriert, allerdings scheiterte es an der Verfügbarkeit ausreichend schneller Mikrocontroller, um dies in der Breite zu realisieren. Derzeit gibt es einige Speziallösungen einzelner Hersteller, MIDI-Geräte zu bündeln und über S/PDIF bis zu 32 Kanäle gleichzeitg über grössere Entfernungen zu übertragen, was Kabel und Repeater spart, die zusätzliche Latenz brächten.

=== MIDI over USB : 3 GBit/s ===
Das USB 3.0 Protokoll erlaubt bis zu 5GBit/s. Praktisch sind über längere Distanzen etwa 3GBit sicher übertragbar. Die meisten derzeitigen MIDI-Geräte arbeiten aber noch über eine 1er Schnittstelle und haben bestenfalls USB 2.0implementiert. Dennoch wurde hiermit ein Quantensprung erzeugt, weil erstmalig USB-Masterkeyboards direkt USB-fähigen Klangerzeugern direkt gekoppelt werden konnten und so die Beschränkungen der Bandbreite von 31k überwundern wurde.

== Siehe auch ==
=== Artikel ===
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]

=== Links ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/48542 "Mr. MIDI" Player]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/102924 Schaltplan MIDI Controller]]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/34376 Audio Projekt mit Spartan]
* [http://truechiptilldeath.com/blog/2009/04/16/fpga-arcade-board/ FPGA Arcade Board]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/223125 Midi Protokoll]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/240302 USB zu MIDI]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/191137 Effektgerät für Gitarre]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/140347 Midi mit Arduino]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/248226 DIY USB-MIDI interface]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/280923 ZEL MIDI Compiler]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/281154 Drum Computer]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/154781 USB MIDI IF]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/14798 MIDI mit AVR]

== Weblinks ==
* [http://www.midibox.org MIDI DIY Hardware mit Forum über MIDI]
* [http://michd.me/blog/yearproject-fpga-midi-synth FPGA Midi Project Nexys]
* [http://papilio.gadgetfactory.net/index.php?n=Papilio.MIDIAudioWing steckbarer Midi und Audio Adapter]
* [http://synthesia.sourceforge.net/hardware.html Open Source Audio Hardware]
* [http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm 96kHz Audio DSP - MIDI]
* [http://www.edn.com/electronics-products/other/4312744/FPGA-evaluation-boards-come-with-design-software FPGa Evalboard mit Audio MIDI IO]
* [http://blog.makezine.com/2010/08/11/milkymist-interactive-vj-station/ Audio MIDI DSP Plattform]
* [http://www.indiamart.com/prayog-labs-limited/products.html Triple MIDI IF Adapter]
* [http://www.linux-community.de/Internal/Nachrichten/Video-Jockey-System-mit-offener-Hard-und-Software AV Controller System]
* [https://www.sparkfun.com/products/9595 MIDI shield Adapter]
* [http://www.ucapps.de/ uCApps.de] - Non-commercial DIY Projects for MIDI Hardware Geeks. ([[PIC]]18F452)
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Musical_Instrument_Digital_Interface MIDI auf WIKI]

== Sonstiges ==

[[Kategorie:Audio]]
[[Kategorie:Datenübertragung]]

MIDI

2014-03-22T10:39:16Z

89.204.155.215: /* Erweiterungen */