USI: Universal Synthesizer Interface — крок до появи MIDI

4 хв. читання
USI Universal Synthesizer Interface — ранній інтерфейс обміну керувальними сигналами між синтезаторами до появи MIDI
USI: Universal Synthesizer Interface — рання спроба уніфікувати обмін керувальними сигналами між синтезаторами та важливий етап на шляху до появи MIDI.
Зображення створено за допомогою генеративного ШІ для MIDITAUR. Концепція, композиція та текстове наповнення — MIDITAUR.
USI Universal Synthesizer Interface

USI (Universal Synthesizer Interface) — рання спроба створити спільний цифровий інтерфейс для синтезаторів, секвенсорів і домашніх комп’ютерів. Її запропонували Дейв Сміт і Чет Вуд із Sequential Circuits у 1981 році. USI не був готовим MIDI, але став одним із безпосередніх кроків до появи MIDI.

Чому взагалі знадобився універсальний інтерфейс

На початку 1980-х цифрові синтезатори й секвенсори різних виробників мали несумісні способи обміну даними. Власник одного пристрою не міг розраховувати, що його цифровий інтерфейс працюватиме з технікою іншої компанії. Ідея USI полягала в тому, щоб виробники погодили спільний спосіб передавання музичних подій.

Документ The “USI”, or Universal Synthesizer Interface Дейва Сміта й Чета Вуда був представлений на 70-й конвенції Audio Engineering Society у Нью-Йорку 30 жовтня — 2 листопада 1981 року. AES зберігає його як Convention Paper 1845. У самому описі прямо зазначено, що це preliminary specification: її пропонували для обговорення, критики й альтернативних пропозицій.

Що пропонував USI

USI описував послідовний інтерфейс, у якому дані передаються не постійним опитуванням синтезатора, а тоді, коли відбувається подія — наприклад, нота вмикається або вимикається. Саме event-driven підхід був важливим кроком у бік майбутнього MIDI.

  • швидкість — 19.2 kBaud;
  • логічні рівні — TTL;
  • роз’єми — звичайні 1/4-дюймові phone jacks;
  • окремі лінії передавання й приймання даних;
  • базова модель — з’єднання «один до одного», хоча документ допускав і складніші варіанти.

Baud rate тут описує швидкість символів послідовного каналу. Важливо не плутати поняття автоматично: baud rate і bit rate можуть збігатися у простих двійкових інтерфейсах, але загалом це різні величини.

Кадр USI: чому виходить приблизно 573 мкс на байт

У первинному матеріалі наведена корисна технічна деталь: один кадр складався з 11 бітів — start bit, 8 data bits, біта парності та stop bit. За швидкості 19 200 символів/с передавання такого кадру займає приблизно 11 / 19200 ≈ 0.000573 с, тобто 573 мкс.

Електрична частина USI

Пропозиція використовувала TTL-рівні та вихід типу відкритий колектор. Для приймання й передавання передбачалися окремі лінії. Такий дизайн був практичним для експериментального інтерфейсу, але ще не вирішував усіх проблем сценічного й студійного з’єднання різних пристроїв.

Саме тому під час подальших обговорень особливу увагу приділили ізоляції «землі». У майбутній MIDI-схемі з’явилася оптоізоляція, яка допомагає зменшити ризик ground loops між пристроями.

Що змінили японські виробники

Офіційна історія MIDI Association описує окремі японські пропозиції наприкінці 1981 року. Серед них були 5-pin DIN або XLR замість phone jack, використання UART, електрична ізоляція та більш розширений формат повідомлень.

Особливо важливою стала ідея відрізняти status byte від data byte за старшим бітом. Це спростило протокол: status byte має старший біт 1, data byte — 0, тому звичайні data values MIDI 1.0 обмежуються 7 бітами.

Від USI до MIDI

На зустрічі виробників під час Winter NAMM 1982 у Anaheim до USI внесли дві ключові зміни: додали optoisolation для захисту від audio ground loops і збільшили швидкість до 31.25 kBaud. Після цього Сміт і Вуд інтегрували USI та японські пропозиції у ранню MIDI-специфікацію.

Тому точніше говорити не «USI був першим MIDI», а так: USI був важливим прототипом і одним із головних технічних попередників MIDI. MIDI виник у результаті співпраці Sequential Circuits із Roland, Yamaha, Korg, Kawai та іншими учасниками процесу.

Коли MIDI став публічною реальністю

Sequential вказує, що Prophet-600 став першим комерційним продуктом із MIDI й почав постачатися наприкінці 1982 року. На Winter NAMM у січні 1983 року Prophet-600 і Roland Jupiter-6 публічно продемонстрували роботу через MIDI. Саме цей момент часто згадують як першу відому публічну демонстрацію сумісності MIDI між пристроями різних виробників.

Що важливо запам’ятати

  • USI — попередня специфікація 1981 року, а не остаточний MIDI 1.0.
  • USI уже використовував подієву передачу: дані надсилалися, коли щось відбувалося.
  • Початкові 19.2 kBaud, TTL і 1/4″ jacks були змінені під час подальшого розвитку.
  • 31.25 kBaud, optoisolation, 5-pin DIN та структура status/data bytes сформувалися в процесі спільної роботи кількох компаній.
  • Історія MIDI — це не історія одного винахідника чи однієї фірми, а приклад узгодження інтересів різних виробників.

Чим ця історія корисна

USI добре показує, як народжуються технічні стандарти. Спочатку існує робоча ідея, потім її критикують, різні виробники додають власні вимоги, а фінальний протокол стає компромісом. Саме тому сучасний стандарт часто відрізняється від першого прототипу, але водночас зберігає його ключову ідею.

Джерела