Анатомія SysEx

Цикл «Анатомія SysEx»: 1. Анатомія SysEx · 2. Yamaha DX7 · 3. Roland/Korg/Sequential/Circuit Tracks · 4. DAW та тулінг · 5. MIDI-CI та MIDI 2.0

Звичайний MIDI Control Change — це три байти: статус, номер контролера (0–127), значення (0–127). 128 контролерів × 128 значень — цього вистачає на гучність і панораму, але не на повний стан синтезатора. System Exclusive (SysEx), в MIDI-специфікації з 1983 року, знімає це обмеження: виробник може передати повідомлення довільної довжини у власному форматі.

NRPN розширює адресний простір до 16 384 параметрів, але лишається протоколом «параметр → значення» і не годиться для bulk-дампу патча. SysEx — єдиний спосіб перенести патч цілком, байт у байт.

Структура повідомлення

F0  XX [XX XX]  [dev]  [data...]  [cs]  F7
│   │           │      │          │     │
│   └─ Manuf.  └─Dev  └─Payload  └─CS  └─ EOX
└─ Start of SysEx

• F0 — старт SysEx.
• Manufacturer ID — 1 або 3 байти.
• Device ID — 0x00–0x0F, щоб два однакових синти на одній шині не плутались.
• Data bytes — payload. Критично: кожен байт має лежати в діапазоні 0x00–0x7F. Значення ≥ 0x80 зарезервовані під статусні байти — синтезатор зупинить парсинг на першому такому байті без жодного попередження.
• Checksum — опціональний, формула у кожного виробника своя.
• F7 — кінець повідомлення (EOX).

3-байтові Manufacturer ID з'явились у 90-х, коли 1-байтовий простір вичерпався (Focusrite/Novation — 0x00 0x20 0x29). Universal SysEx (0x7E/0x7F) не належить жодному виробнику й покриває Master Volume, MTC, а пізніше — MIDI-CI.

7-bit проблема

8-бітні значення (0–255) не влазять у 7-бітний data-байт без кодування. Два підходи:

Nibblizing (Roland, Novation Circuit Tracks) — байт ділиться на два напівбайти:

0xA3  →  [0x0A, 0x03]

High-bit packing (Yamaha) — сім байтів по сім значущих біт пакуються з окремим msb-байтом попереду:

[msb_byte] [b0_low7] [b1_low7] ... [b6_low7]

Дві філософії checksum

Yamaha рахує двійковим доповненням:

checksum = (-sum(data_bytes)) & 0x7F

Roland — за формулою «128 мінус залишок»:

total = sum(address_bytes + data_bytes)
checksum = (128 - (total % 128)) % 128

Формули несумісні. Відправити Roland-checksum синту Yamaha — той мовчки проігнорує повідомлення, без коду помилки, без логу. Дебажиться це годинами, якщо не знати про різницю заздалегідь.

Рамка рішення: CC, NRPN чи SysEx

Bulk-дамп цілого банку патчів — тільки SysEx. Живе крутіння одного параметра в реальному часі — CC або NRPN, вони легші й не ризикують заблокувати пристрій.

Практичне попередження

Некоректний SysEx-дамп здатен завести старий Roland-синт у невизначений стан. Backup поточного стану — перед будь-якою відправкою нових даних, по одному патчу за раз, checksum перевірено заздалегідь. Це той рідкісний випадок у MIDI, де помилка не просто не спрацює — вона зіпсує те, що вже було.

Further reading

• MIDI SysEx Spec — MMA