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2019年7月1日の法改正により名称が変わりました。まえがきを除き,本規格中の「日本工業規格」を「日本産業規格」に読み替えてください。
まえがき
この規格は,工業標準化法に基づいて,日本工業標準調査会の審議を経て,通商産業大臣が制定した日
本工業規格である。
2019年7月1日の法改正により名称が変わりました。まえがきを除き,本規格中の「日本工業規格」を「日本産業規格」に読み替えてください。
日本工業規格 JIS
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電子楽器ディジタル
インタフェース (MIDI) −
第1部:総則
Musical Instrument Digital Interface (MIDI) −Part 1 : Overview
序文 この規格は,異なる楽器間,シーケンサ,ミキサー及びコンピュータなどを相互に結合して情報交
換を可能にするために,MIDI規格協議会 (JMSC) とMIDI Manufacturers Association (MMA) とによって
共同作成されたMIDI1.0規格を基本に,日本工業規格として採用するために作成された。
1. 適用範囲 この規格では,電子楽器における情報交換のために,ハードウェア(送受信回路)及びソ
フトウェア(データフォーマット)を規定する。ライブパフォーマンスの情報伝達手段のほか,レコーデ
ィングスタジオ,オーディオ及びビデオ制作,作曲などのマルチメディア分野にも利用できる。
2. 引用規格 次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す
る。これらの引用規格で年号指定がない場合には,その最新版を使用する。
IEC 60130-9 Connectors for frequencies below 3 MHz−Part9 : Circular connectors for radio and associated
sound equipment
IEC 60268-11 : 1987 Sound system equipment−Part 11 : Application of connectors for the interconnection of
sound system components, AMENDMENT 1 : 1989, AMENDMENT 2 : 1991
3. 用語の定義 この規格で用いる主な用語の定義は次による。
3.1
LSB
a) LSB (Least Significant Byte) 14ビットのデータを1バイト(8ビット)のデータ幅フォーマットで
取り扱うために2分割したときの下位ビットを扱うバイト。
b) LSB (Least Significant Bit) 1バイトのビット表現で最下位ビットのこと。
3.2
MSB
a) MSB (Most Significant Byte) 14ビットのデータを1バイト(8ビット)のデータ幅フォーマットで
取り扱うために2分割したときの上位ビットを扱うバイト。
b) MSB (Most Significant Bit) 1バイトのビット表現で最上位ビットのこと。
参考1. この規格では,16384段階(14ビット)の分解能でデータを操作する場合を取り扱うため,こ
れら分解能を表現する単位(1バイト=8ビット)としてLSB及びMSBを定義している。
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2. 次に示す一般的表現の,LSB (Least Significant Bit) 及びMSB (Most Significant Bit) として用い
る場合には,その旨を“参考”で示している。
4. ハードウェア この規格では,インタフェースとして転送速度31.25kbit/s (±1%) の非同期方式シリア
ル転送を用いる。転送はスタートビット,ビット0〜7の8個のデータビット,ストップビットの順序に,
計10ビットで行われ,1バイトを転送するためには320μsを要する。ここで,スタートビットは論理“0”,
ストップビットは論理“1”とする。
4.1
回路 図4.1に示すカレントループタイプとし,論理“0”を電流が流れている状態とする。一つの
送信回路は一つの受信回路だけを駆動する。グランドループとそのために起きるデータエラーを避けるた
めに,受信回路にオプトアイソレータを使用して,送信回路と受信回路を電気的に分離する。
なお,受信回路は,5mA以下の電流で起動状態となり,立上がり及び立下がり時間は2μs未満でなけれ
ばならない。
参考1. この規定は受信回路のオン起動切替えの条件を示すものであって,カレントループタイプと
は,ドライブ側のゲート“A”に5mA以上のドライブ能力を要求し,オプトアイソレータに
は5mA以下の電流で“オン”となることを要求するものである。
2. この規格に使用できる高速オプトアイソレータには,次のような製品がある。
NJL-5127D, TLP513, PC-900V, PC-410 (K), PC-910 (K), HCPL-260L, HCPL-261A, HCPL-M600
(Rd=1kΩ),QCPL-M605#500
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図4.1 標準ハードウェア
NC:開放
Ra, Rb, Rc, Rd,:抵抗器
UART:Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
DI:ダイオード
備考1. ゲート“A”は,集積回路又はトランジスタである。
2. 抵抗は,±5%。また,Rdは使用するオプトアイソレータに依存する。
4.2
コネクタ IEC 60130-9において60130-9IEC-03及び60130-9IEC-04として規定される5ピンのDIN
(180°) を使用する。送受信とも,機器パネル側にソケット(メス)を使用し,それぞれ“MIDI OUT”,“MIDI
IN” と表記しなければならない。ピン番号1と3は使用してはならず,送受信ともに開放 (NC) にしな
ければならない。ピン番号2は送信側ソケットにおいてだけ接地する。
参考1. 当初,DIN 41524系において規定された経緯から“DINプラグ”と呼称されることが多い。
なお,DIN 41524は,1995年に他のDINと合わせて,DIN EN 60130-9に統合されており,IEC
60130-9と対応している。
2. EIAJ RC-5226 (RC-6709, RC-6709A) に適合した製品が,この規格に使用でき,この規格に使
用できるコネクタには,次のような製品がある。
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YFK51-5008A, YFK51-5046, YFK51-5050, YFDK51-5051, YFDK51-5052,
YFDK51-5067, TCS5031-354151
MIDI INジャックのシェルの接触する端子は,グランドループを避けるために,回路及びシャーシグラ
ンドには接続しないほうがよい。
MIDI THRU情報がMIDI IN信号から得られる場合には,方形波の上昇点と下降点との間での信号の下
落によって不正確なものとなり得る。この信号の下落はオプトアイソレータの応答時間に起因するもので
ある。このようなタイミングエラーは,MIDI THRUとMIDI INジャックとの間に接続される機器の数に
比例して,増加する傾向にある。これは回路の品質の欠如であって,いかなる高性能の素子を使っても,
MIDI THRUで直列に接続できる数には制限があることを示すものである。
MIDIケーブルは,最長で15mのシールドされたツイストペアとし,5ピンのDINプラグ(オス)を両
端に接続する。シールドは両端でピン番号2に接続しなければならない。
参考 SWITCH CRAFT 05GM5Mなどが,この規格に使用できる。
必要に応じて“MIDI THRU”と表記された出力端子を備えてもよい。これは,MIDI INの信号をそのま
まの形で出力するものとする。また,MIDI THRUによって3台を超える機器を対象とする長いチェーン接
続を行うためには,より高速のオプトアイソレータを使用して,立上がり,立下がりの時間差によるエラ
ーを防止する必要がある。
5. データの構造及び分類 MIDIにおけるデータ交換の実際は,複数バイトの“メッセージ”によって
行われる。そして,一部の例外を除き,一つのメッセージは一つのステータスバイトと,そのステータス
によって導かれる一つ又は二つのデータバイトとで構成される。
MIDI機器は,一般に送信器と受信器とをもつが,送信器だけ又は受信器だけを有するものであっても
よい。
送信器は,MIDIのデータフォーマットに従ってメッセージを作成し,それをUART (Universal
Asynchronous Receiver/Transmitter) 及びラインドライバを通して送り出す。受信器は,オプトアイソレータ
(フォトカプラ),UART及びその周辺回路で構成され,送られてきたメッセージをMIDIのフォーマット
に則して解釈・実行する。
MIDIでは,演奏(パフォーマンス)情報を送るために16のチャンネルが用意されており,ほかにも様々
な情報を送れるようにして拡張性や柔軟性をもたせている。
MIDIでは,事象は“メッセージ”として伝送され,メッセージは1バイト以上で構成される。MIDIメ
ッセージには,チャンネルボイス (Channel Voice) ,チャンネルモード (Channel Mode) ,システムコモン
(System Common) ,システムリアルタイム (System Real Time) 及びシステムエクスクルーシブ (System
Exclusive) の,主要5メッセージがある。
MIDIデータの構造及び分類を次に示す。
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6. メッセージの種類 MIDIのメッセージは,チャンネルメッセージとシステムメッセージとに大別さ
れる。
6.1
チャンネルメッセージ チャンネルメッセージでは,ステータスバイトの下位4ビットを使用して,
1から16までのチャンネルを指定し,その上位4ビットでメッセージの種類を表す。このチャンネル指定
によって,メッセージは,システム全体の中で,そのチャンネル番号がステータスのチャンネル番号と合
致する受信器で受け入れられることとなる。
備考 ほかのチャンネル番号のメッセージは無視される。
機器の設定によっては,一度に複数チャンネルのメッセージを受け入れて動作する場合があるが,それ
らのチャンネルをまとめて“ボイスチャンネル”と呼び,その中で“どのようなモードになるか”といっ
た重要な指令を受け取ることになっているチャンネルを“ベーシックチャンネル”と呼ぶ。
チャンネルメッセージは,更にボイスメッセージとモードメッセージとに細分される。
a) ボイスメッセージ:受信側の機器のボイス(発音)をコントロールするもので,発音させたいボイス
(又はモジュール)が所属するチャンネル(ボイスチャンネル)で送られる。
b) モードメッセージ:受信側の機器がボイスメッセージをどのように処理するかを決めるもので,機器
のベーシックチャンネルで送られる。
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6.2
システムメッセージ システムメッセージは,そのシステム全体に接続された機器に共通に必要な
情報であり,コモン,リアルタイム及びエクスクルーシブの3種類がある。
a) コモンメッセージ:そのシステムに接続されたユニット全部に対し有効である。
b) リアルタイムメッセージ:コモンメッセージと同様に,すべての機器に対し有効である。ステータス
バイトだけで,データバイトをもたず,かつほかのメッセージのバイト間でも送ることができる。機
器によっては,リアルタイムメッセージを無視してもよいが,その場合は,リアルタイムメッセージ
を受ける直前の状態(例えば,あるメッセージの1バイト目のデータの直後など)に戻って以後の処
理を続けるものとする。
c) エクスクルーシブメッセージ:ステータスバイトに続き,何バイトのデータも送ることができる。送
信側は,エクスクルーシブの終わりには速やかにEOX (End of eXclusive) を送らなければならない。
受信側は,EOX又はほかのメッセージ(リアルタイムメッセージを除く。)のステータスバイトによ
って終了する。
エクスクルーシブメッセージは,ステータスバイトの次に各製造者のIDコードをもち,受信側が
そのIDコードを認識することによって,継続するデータを無視するか実行するかを決定する。IDコ
ードをもつ製造者は,そのIDによって決定される継続のデータのフォーマットを公表しなければな
らない。また,ほかの製造者は,自由にそのIDを使用してもよいが,フォーマットの変更や追加は
そのIDを所有している製造者だけが行うことができる。
7. メッセージの構成 MIDIのメッセージは,ステータスバイトとデータバイトとで構成される。
7.1
ステータスバイト ステータスバイトは,1バイトのビット表現であるMSBが1であって,メッセ
ージの種類を示す。ステータスバイトによって,継続するデータバイトの数及びそれらの意味が定義され
る。
受信側で新たなステータスバイトを受けた場合は,システムリアルタイムメッセージのステータスバイ
トを除いて,たとえ,その直前のメッセージが完結していなくても認識されなければならない。次のデー
タバイトは,新しいステータスバイトに所属することになる。
備考 完結されなかったメッセージは無視されることになる。
参考 ここでのMSBは,1バイトの中での8番目の最上位ビットの意味である。
7.1.1
ランニングステータス チャンネルボイスメッセージ及びチャンネルモードメッセージにおいて
は,次のメッセージのステータスバイトが,前のメッセージのステータスバイトとチャンネル番号を含め
て同一であれば,省略することができる。したがって,受信側はあるステータスバイトを受信すると,そ
れを記憶しておいて,次の新しいステータスバイトがくるまで,記憶されたステータスバイトに所属する
メッセージとして,データバイトを処理しなければならない。つまり,データバイトの数は常に正しい必
要がある。例えば,2バイトのデータバイトをもつステータスバイトで勝手に3バイトのデータバイトを
送り,3バイト目に独自の意味をもたせたりしてはならない。この3バイト目は,受信側では(同じステ
ータスのもとでの)次のメッセージのデータバイトの1バイト目と判断される。
このように,送信側では省略され,受信側で記憶されているステータスバイトを“ランニングステータ
ス”という。
このルールによって,同一チャンネルの連続するノートオンメッセージのように,同一のステータスで
送られるメッセージは速く転送できるので便利である。なお,この場合ノートオフは,ノートオンメッセ
ージのベロシティを“0”にすることで代用できることを利用して,ランニングステータスを変更させない
7
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ようにすれば一層効果的である。
システムリアルタイムメッセージのステータスはランニングステータスの効力を消滅させない。特に受
信側の処理は,以上のルールを十分考慮に入れてなされなければならない。
7.1.2
使用しないステータス 受信側が備えていない機能をもつステータスバイトは無視するとともに,
その後に続くデータバイトも同様に無視するものとする。
7.1.3
未定義のステータス 未定義のステータスバイトは,絶対に送出してはならない。特に,電源オン
/オフ時にパルス,ノイズが不用意に送り出されることによって,未定義のステータスバイト又はルール
違反のデータバイトになったり,フレーミングエラーを引き起こすため,十分に注意する必要がある。
受信側は,未定義のステータスと,その後のデータバイトとをともに無視しなければならない。
7.2
データバイト ステータスバイトの後には,一部の例外を除き,一つ又は二つのデータバイトが続
くことによって,メッセージの内容を伝える。このデータバイトは,1バイトのビット表現でのMSBが0
であることによって,ステータスバイトと区別される。
参考 ここでのMSBは,1バイトの中での8番目の最上位ビットの意味である。
また,各々のステータスバイトの後に続くべきデータバイトの数と,そのデータバイトがとる値の範囲
は,メッセージごとに定められている。
送信側は,各々のステータスバイトに対して,常に正しい数のデータバイトを送らなければならない。
受信側は,ステータスバイトに続く一組のデータバイトを受け終わるまで,そのメッセージの実行を待つ
ものである。受信側は,ランニングステータスの場合を除いて,適当なステータスバイトの先行がないデ
ータバイトを無視しなければならない。
8. チャンネルモード シンセサイザー,その他の機器には複数の音源エレメント,モジュールがあるが,
これを“ボイス”と呼ぶ。“ボイスアサイメント”とは,自己のキーボードやMIDI INから送られてくる
ノートオン/ノートオフの情報によって,ボイスをコントロールするためのアルゴリズム処理方法である。
備考 本体中で使われる“機器”の意味 本体中で一つの“機器”といった場合,それは実際の動作
の単位として使われるので注意が必要である。例えば,外見上は一台の機器がスプリットなど
によって実質的に複数の“機器”として動作することがある。
MIDIの16チャンネルと機器のボイスアサイメントとの関係は,四つのモードによって定義づけること
ができる。それらのモードは,オムニオン/オムニオフと,ポリ/モノとの組合せで作られる。オムニオ
ンとオムニオフ,ポリとモノとは,それぞれ排他的である。例えば,ポリオンは,ポリモードがオンでか
つモノモードがオフとなることを意味する。
受信側が,オムニオンの状態では,すべてのチャンネル番号のボイスメッセージを無条件に受け入れ,
実行する。
オムニオフでは,特定の,一つ又は複数のボイスチャンネルのボイスメッセージだけを受け入れる。モ
ノモードの状態では,一つのチャンネルのボイスメッセージは,一つのボイスにだけ割り当てられる(チ
ャンネルごとに各々モノフォニックである。)。ポリモードでは,受信側のもつアサイン方法によって,複
数のボイスメッセージが各々複数のボイスに割り当てられる。
ベーシックチャンネル“N” (N=1〜16) の受信側機器は,二組のモードメッセージによって,四つの状
態 (Mode1〜4) のいずれかになり得る。
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Mode
OMNI
POLY/MONO
1
ON
POLY
すべてのチャンネルのボイスメッセージを受け入れて,自己のもつ方法によって,ポリフォ
ニックに割り当てる。
2
ON
MONO
すべてのチャンネルのボイスメッセージを受け入れて,一つのボイスだけをコントロールす
る。
3
OFF
POLY
チャンネルNのボイスメッセージを受け入れて,それぞれのボイスに,ポリフォニックに割
り当てる。
4
OFF
MONO
チャンネルNからN+M−1までのボイスメッセージを受け入れて,ボイス1からMまでに,
それぞれ固定的に割り当てる(“M”はモード・メッセージの3バイト目の値)。
送信側機器における四つのモードは次のとおりとなる(ベーシックチャンネルは“N”とする)。チャン
ネル番号を変更する機能をもたないものは,通常,ベーシックチャンネルが“1” (N=1) でデータを送る。
Mode
OMNI
POLY/MONO
1
ON
POLY
すべてのボイスメッセージはチャンネルNで送られる。
2
ON
MONO
一つのボイスを対象として,ボイスメッセージはチャンネルNで送られる。
3
OFF
POLY
すべてのボイスに対するボイスメッセージは,チャンネルNで送られる。
4
OFF
MONO
ボイス1からMまでに対するボイスメッセージは,それぞれ固定的に,チャンネルNからN+
M−1で送られる。
受信側機器又は送信側機器は,一度に複数のモードをとることはできない。受信側が指定されたモード
の機能をもっていない場合には,そのモードメッセージを無視するか代用できるモードに切り替わる(通
常は,オムニオン,ポリ。)。
モードメッセージは,受信側のモードに関係なく,ベーシックチャンネルで送られてきたものだけが受
け入れられ,認識される。ボイスメッセージは,上記のルールに従って,受信側が用いたモードによって
定められたチャンネルのものが認識される。
一台の機器であっても複数の“機器”として動作するものの場合,それぞれの“機器”は異なるベーシ
ックチャンネルとモードをとることができる。このモードの変更は機器のパネル操作か,又はそれぞれの
ベーシックチャンネルで送られるモードメッセージによって行われる。MIDIで規定しているモードでは
ないが,このような動作の状態は“マルチモード”と呼ばれている。
また,一台の機器の受信と送信の部分が,異なるチャンネル,異なるモードで動作してもよい。
関連規格 この規格を利用する際に参考となる規格を次に示す。
MIDI 1.0規格(AMEI:音楽電子事業協会)
MIDI 1.0 Detailed Specification (MMA : MIDI Manufacturers Association)
備考 これらの規格群(MIDI 1.0規格, MIDI 1.0 Detailed Specification)に対して,この規格は部分集
合に相当している。したがって,実装など,利用レベルによっては,これらの規格群を参照し
て,詳細及び最新の情報を確認することが必す(須)となる。
EIAJ規格(EIAJ:社団法人 日本電子機械工業会)
EIAJ RC-5226 音響機器用丸形コネクタ (Circular connectors for audio equipment)
備考 この規格は,IEC 60130-9に対応しIEC 60268-11に関連する。
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電子音楽標準化方針委員会 構成表
氏名
所属
(委員長)
山 崎 芳 男
早稲田大学理工学総合研究センター
(委員)
亀 山 征 二
株式会社河合楽器製作所
福 田 誠
カシオ計算機株式会社
三 枝 文 夫
株式会社コルグ
小 杉 恒 夫
日本ビクター株式会社
鮫 澤 信 一
富士通株式会社
松 本 堅 治
松下電器産業株式会社
二間瀬 剛
ヤマハ株式会社
中 島 安貴彦
株式会社リットーミュージック
富 田 淳
ローランド株式会社
宮 先 健一郎
ローランド株式会社
振 角 秀 行
通商産業省機械情報産業局
橋 爪 邦 隆
工業技術院標準部情報電気規格課
(事務局)
神 川 信 郎
社団法人音楽電子事業協会
標準化プロトコル部会・標準化インターフェース部会 構成表
氏名
所属
(主査)
高 氏 清 已
株式会社河合楽器製作所
小 池 正 彦
ヤマハ株式会社
(委員)
名 越 公 洋
カシオ計算機株式会社
是 恒 邦 通
株式会社コルグ
飛 河 和 生
日本ビクター株式会社
上 野 雅 弘
松下電器産業株式会社
中 島 安貴彦
株式会社リットーミュージック
宮 先 健一郎
ローランド株式会社
須 崎 琢 也
工業技術院標準部情報電気規格課
(事務局)
神 川 信 郎
社団法人音楽電子事業協会