JP2005346095A - デジタルメディア通信および制御のシステム - Google Patents

Abstract

【課題】一つまたは複数の種々な楽器と汎用ネットワーク上の関係する音声構成要素の相互接続を容易にするシステムを提供する。
【解決手段】音声通信および制御システムは、そのそれぞれがデジタル音声データおよび制御データのデバイスの少なくとも１つから、デバイスの少なくとも他の１つへの通信のためのデバイスインタフェースモジュールを含む、複数の音声デバイス１２，１８を含む。汎用データリンク２０は、デバイスインタフェースモジュールのそれぞれに動作自在に接続される。デバイスインタフェースモジュールおよび汎用データリンクは、システム内でデバイスをいっしょに接続し、デジタル音声データの全二重通信をデバイス間に提供するために、組み合わされて動作できるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、楽器とその楽器によって生成される音を制御し、複製するために必要とされる電子構成部品間で信号およびデータの通信を可能にするためのシステムに関する。さらに特定すると、本発明は、音声信号およびデバイスを特定し、制御するための信号の通信の目的のために、１つまたは複数の種々な楽器と汎用ネットワーク上の関係する音声構成要素の相互接続を容易にするシステムおよび方法に関する。

音声信号およびデバイスの生成、伝送、振幅および制御は、急速に変化している種々の、しかし相互に関連付けられた技術を必要とする。高い帯域幅のデジタル通信技術および分散システムの開発および実現は、本の出版からテレビ／ビデオ放送に至るすべてのメディア産業に著しく影響を及ぼしている。視覚または音の感覚に影響を及ぼす製品、システムおよびサービスは、共通の技術および分散パイプラインの使用に集束してきている。これは、生産される製品の性質に対してだけではなく、販路およびそれらの製品の生産内容の性質に対しても甚大な影響を与えている。

音声技術およびデジタル技術の集束の現在の例は、ＭＰＥＧ−３デジタルミュージックフォーマット、安価な記録可能ＣＤ（例えば「ミニディスク（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）」、および高帯域幅インターネットの到来および消費者の受容である。しかしながら、技術によって動かされる製品の市場は、複数の技術規格の実現によって報いられていない。典型的には、新しい技術はその初期段階に、多くのケースでは異なる規格の多様な主唱者の間で活発に討議、議論される複数の規格で始まる。繁栄している大部分の技術によって動かされる業界では、歴史的に、単一規格がその業界の構成員によって例外なく採用される。このような標準化の例は、ＡＣ対ＤＣ家庭電気供給、ポストスクリプト（Ｐｏｓｔｓｃｒｉｐｔ）印刷言語、ＶＨＳ対ベータ（Ｂｅｔａ）ビデオ記録フォーマットを含む。同様に、音声およびビデオコンテンツのデジタル通信にも例外なく認められている規格がある。ネットワークハードウェア、ソフトウェア、およびノウハウのかなりの先在するインフラストラクチャと結合されたインターネットおよびそのＴＣＰ／
ＩＰプロトコルの圧倒的な受容のため、デジタル音声／ビデオ通信および制御のための汎用規格は、この周知のＴＣＰ／ＩＰおよびインターネット技術の回りで回転しなければならない。

既存の音声ハードウェア市場の弱点は、デジタル電子技術のその応用にある。今日の音楽家は、高品質の音のマルチトラックを自らのコンピュータに記録、処理することができるが、１９５０年代のアナログ回路を備えたボックスに強制的に接続させられている。例えば、ギター楽器の最初の課題は、ギターの音をさらに大きくすることであった。その時代の回路は楽器の音を歪めたが、そのタスクは達成した。時間を経て、これらの歪みは所望されるトーンとなり、競合の基礎となった。ギター演奏家は音の改良に非常に関心を抱いている。

デジタル技術は、音楽家が、無限の多岐に渡る音の改良物および付加拡張機能を作成できるようにする。小さなクラブのギター演奏家は、ストンプボックス、リバーブエフェクト、ワイヤ、ギター等の真実の集積を有する。彼は、通常、エフェクトボックスのラック、およびアンプが本質的に点源であるために、音の分散が一般的には最適ではないどこかに配置されている古臭いアンプを有する。この正確な音の配置が欠如しているため、サウンド技術者は、全体的なアンサンブルを聞くことが大好きだろう聴衆だけではなく、バンドの残りも喜ばせるために、ギター演奏家を全体的な音のスペクトルの中に統合しようと苦闘している。

技術はデジタル音声経路にそってある程度の進歩を遂げてきた。例えば、従来の技術によるギタープロセッサ、および単一のギターが異なるギター種類、増幅器型、およびリバーブや遅延などのその他の音の修正をエミュレートすることができるようにするためにデジタル信号処理（ＤＳＰ）を使用するデジタルアンプがある。同じ多岐に渡る音および変化をＤＳＰ技術を使用せずに達成するには、音楽家は、複数のギター、複数の異なるアンプ、および複数でないのであれば、少なくとも１つの付属品電子ボックスを購入しなければならないだろう。

すべての既存の楽器は、それらが任意の種類の変換器を使用するのであれば、音情報をアナログ信号として出力する。このアナログ信号は、出力レベルとインピーダンスで変化し、キャパシタンスおよびその他の環境上の歪みにさらされ、接地ループおよびその他の種類の電子雑音にさらされることがある。このような様式で環境によって劣化された後に、アナログ信号は、多くの場合、どこかの点でデジタル化され、デジタル化された信号は雑音成分を含んでいる。既存のデジタル音声技術は約束を示すが、音声装置および楽器の業界が、すべての音声信号が最初にデジタルであるシステムおよび方法から利益を得ることは明確である。

現在、ＡＥＳ／ＥＢＵ、Ｓ／ＰＤＩＦ、ＡＤＡＴ「光パイプ（Ｌｉｇｈｔ Ｐｉｐｅ）」、およびＩＥＥＥ１３９４「ファイアワイヤ（Ｆｉｒｅｗｉｒｅ）」を含む複数のデジタル相互接続仕様がある。しかしながら、これらの規格または仕様のどれも、生の音楽演奏の独特な要件には物理的に適切ではない。加えて、時間計測（ｃｌｏｃｋｉｎｇ）、同期およびジッタ／待ち時間管理は、これらの既存のデジタルオプションの多くで大きな問題である。

音楽市場のさまざまな部門は、デジタル音声を実験してきた。いくつかの部門はそれを完全に包含したが、適切なスケラブルな規格はない。明らかに、デジタル構成要素は存在するが、これらはデジタル「アイランド（ｉｓｌａｎｄｓ）」として設計されている。相応して、多くの製造メーカは、製品世界の自分達の小さな部分をデジタルにすることを選んだが、世界の残りと接続するには、おもに従来のアナログＩ／Ｏに依存している。これは、問題の特定の製品の局所的な問題を解決してよいが、相互接続されているデバイスの数が増すにつれて生じるさらに大きなシステム指向の問題を解決するにはほとんど何もしない。加えて、各「ボックス」内のアナログ／デジタル変換およびデジタル／アナログ変換により引き起こされる小さい音の劣化は、最適な音質を作り出すために結合する。最終的に、デジタルに行ったり来たり変換する鎖の中にそれぞれの構成要素を有する事に関するコスト、動力およびサイズの非効率さは、汎用的でエンドトゥエンドなデジタル解決策を懇願する。

問題の別の基本的であるが、重要な部分は、ライブの音楽家が長くて、局所的に修理可能で、設置と使用が簡単な単一のケーブルを必要とするという点である。加えて、セットアップは多くの場合、現在の複数ケーブル解決策で制しきれずに拡大するため、単一のケーブル上で複数の音声チャネルをサポートすることはきわめて望ましい。また、デジタル楽器で使用されるアクティブな回路に電力を供給するための手段として、電池よりファントム電力（ファントム電源）が好まれる。

すでに確立されている技術の傾向およびパターンに基づいて、デジタルギターは、高い帯域幅デジタル信号を送る変換器（ピックアップ）とともに出現するだろう。進歩は、雑音、ときどきの一貫性のない音色の応答、および後の信号処理を必要とする忠実度の損失を含む、それが置き換えるだろうアナログ技術の多くの不利益な態様を取り除くだろう。楽器からデジタル技術を導入すると、完全な信号経路および信号経路に関連付けられた装置をデジタルにすることができるだろう。残念なことに、複数の楽器と関連付けられた音声構成要素を、それらが互いに通信でき、汎用インタフェースおよび通信プロトコルを使用してデジタル領域で完全に制御できるように、容易にかつ素早く相互接続する、使用できるシステムはない。

演奏中の音楽家は、高度な忠実度の音声、直感的な制御機能、極端な簡略さ、および総合的な信頼性の複数のチャネルを提供する新しい演奏指向型解決策を必要とする。また、このシステムが、録音スタジオ用途を含む、恒久的なシステムの要件を満たすためにスケーラブルであることも望ましい。

音楽演奏環境における既存のアナログ技術およびデジタル技術の制限および弱点を克服するために、申請人は、好まれている実施態様において、３２ビットの最高十六（１６）のチャネル−９６ｋＨｚデジタル音声信号および実質上あらゆるコンピュータネットワークですでに使用でき、使用されている安価なコネクタおよびケーブルを使用して、両方向で単一ケーブル上を流れるデータを可能にするだろうシステムを発明した。このケーブルは、ギター（またはそれ以外の楽器）の中の電子部品が、電池またはその他の電源なしで機能できるようにするのに十分な電力も搬送するだろう。便宜的に、本発明のシステムは、ここでは、グローバル楽器通信システム（つまりＧＭＩＣＳ）と呼ばれることがあるだろう。ＧＭＩＣＳは、本発明の譲受人であるギブソン・ギター・コーポレーション（Ｇｉｂｓｏｎ Ｇｕｉｔａｒ Ｃｏｒｐ．）の商標である。

本発明のシステムは、ＧＭＩＣＳデータリンク、つまり、デジタル音声データの２台のＧＭＩＣＳデバイス間での通信高速２地点間接続を含む。本発明のシステムおよび方法は、さらに、ＧＭＩＣＳシステム構成および制御プロトコルだけではなく、個々のＧＭＩＣＳデバイスの特徴の定義および記述も含む。

ＧＭＩＣＳデータリンクは、全二重デジタル音声信号、制御信号、およびユーザデータを２台の相互接続されたＧＭＩＣＳデバイス間で伝送する高速２地点間接続である。自己時間計測データは、現在のサンプル速度でＧＭＩＣＳデバイス間で連続して伝送されるフレームにパックされる。

フレーム内でのデジタル音声データの柔軟なパッキングが、種々の特徴を有するＧＭＩＣＳデバイスの適合およびインタフェースを最適化するために、ビット解像度とチャネル容量の引き換えを可能にする。制御データフィールドは、ＧＭＩＣＳシステム構成、デバイス識別、制御およびステータスに備える。ユーザデータフィールドは、ＧＭＩＣＳデバイス間で非音声データを伝送するために提供される。

ＧＭＩＣＳシステムは、「楽器」および「制御装置」という２種類のＧＭＩＣＳデバイスを含んでよい。楽器は、典型的には、ギター、マイク、またはスピーカなどの音変換器である。制御装置は、典型的には、複数のＧＭＩＣＳ楽器に接続および電力を提供するインテリジェント増幅器であり、ＧＭＩＣＳシステムを構成することができ、ＧＭＩＣＳシステムを構成する責任を負う。制御装置は、楽器の接続性を高めるためにその他の制御装置への上流および下流での接続も含んでよい。

データリンク電子部品および関連付けられたケーブル布線およびコネクタは、厳しい環境での信頼できる使用のために設計される。ＧＭＩＣＳデバイスの「ホットプラグ接続（Ｈｏｔ−ｐｌｕｇｇｉｎｇ）」は、システムによってサポートされている。

その結果、以下の新規特徴を含む増幅された楽器用の汎用通信制御システムが提供される。

（１）デバイスごとの制御データは、（ａ）特定側デバイスごとのシステムによる自動構成およびシステムへの同期があるように、（ｂ）「フレンドリ名」を使用することでユーザがシステム上で自分のシステムに名前を指定できるように、（ｃ）「デバイス名」がデータベースにではなく、デバイスに常駐するように、および（ｄ）デバイスが「外来の」ＧＭＩＣＳシステムに接続されると、デバイスＩＤが使用できるように、デバイスＩＤを使用する「フレンドリ名前指定（Ｆｒｉｅｎｄｌｙ ｎａｍｉｎｇ）」方式を含む。

（２）システム内の他のデバイスを表示し、システム内の他のデバイスに反応することができる全二重楽器を作成するために、「応答」を既存の楽器刺激に追加する両方向デバイスインタフェースが提供される。

（３）システムトポロジが、楽器および制御装置が所望のシステム複雑度を生じさせるためにプラグ接続し、所望の特徴を備えた新しいデバイスをプラグ接続することによって簡略なシステム機能拡張に備えるようにリソースのノード接続に対処する。

（４）システムは、（ａ）「実行中の」音声信号および制御信号の経路選択、（ｂ）音声ノードを随意に「移動する」ことができる、および（ｃ）特殊効果装置が、物理的にそれらを移動したり、接続しなくても共用できることを含む、動的リソース割当てを実現する。

（５）例えばギターが直接的にギター増幅器に差し込まれなくてもよいなど、デバイスが、任意の使用可能なコネクタを通して物理的にシステムに接続されるように、論理接続がシステムに対して行われる。

（６）システムは、多くの物理的なトランスポート媒体をサポートし、音声チャネルの数とデータ帯域幅の両方の簡略な拡大に対処する多層プロトコルを有する。

（７）デバイスの（ユーザにとって）見なれた２地点間接続、つまり複数のデバイス用の（「区切り禁止（ｂｒｅａｋｏｕｔ）」ボックスに類似する）「スター」ネットワーク構成があり、それによりユーザ経験を簡略化する。

（８）システムは、異なるＧＭＩＣＳデータリンクが、システム内のさまざまなサンプル速度で動作するように、複数のサンプリング速度で動作できる。

（９）楽器電子部品用のファントム電力は、ＧＭＩＣＳデータリンク上で送信される。

（１０）システムは、従来のネットワークハードウェアを利用できる。例えば、ＧＭＩＣＳシステムの１つの実施態様は、標準カテゴリ５（ＣＡＴ５）ケーブルを使用して、１００メガビットのイーサネット（登録商標）物理層で実現される。

このようにして、ＧＭＩＣＳは、ライブの専門的なスタジオおよび家庭音楽演奏環境での使用に適した汎用規格に基づいた初の低コストデジタル相互接続システムである。ＧＭＩＣＳ技術は、楽器、プロセッサ、増幅器、記録装置、およびミキシングデバイスでの使用に素早く適応することができる。

ＧＭＩＣＳは、現在の「ポイント解決策」デジタルインタフェースに固有な制約および演奏の不利な点を克服し、新しいレベルの制御と信頼性を提供する一方で、高められた音波忠実度、簡略化されたセットアップおよび使用を提供する完全にデジタルなシステムを作成する。

ＧＭＩＣＳは、さまざまなベンダの楽器および増幅器、ミキサー、およびエフェクトボックスなどのそのサポートデバイスが、開放アーキテクチャインフラストラクチャでデジタルで相互運用できるようにする。

システム概要

図１および図２に概して図示されるように、本発明のＧＭＩＣＳシステム１０のトポロジは、楽器デバイス、処理装置、増幅器および／または記録システムのブロック式のデージーチェーン接続された双方向デジタル相互接続によって特徴付けられる。各デバイスは、１つまたは複数の他のデバイスへのデータリンク接続を有する。このようにして、システム１０は、ＧＭＩＣＳデータリンクによって相互接続される楽器および制御装置から構成される。各ＧＭＩＣＳデバイスは、音声データ、制御データまたは両方を生成、処理、中継、または受信する。

例えば、図２に図示されるように、ＧＭＩＣＳシステム１０におけるギターセットアップは、ギター１２、増幅器１３、および制御ペダル１５を含む。ギター１２は、システムデータリンクケーブル１１を通して直接的に増幅器１３に接続されてよい。フットコントロール１５は、ＵＳＢケーブル１６を通して制御コンピュータ１７に接続されてよく、制御コンピュータ１７も別のリンクケーブル１１を通して増幅器１３に接続される。代わりに、ギター１２は、その結果増幅器１３に接続される、コントロールペダル１５に直接的に接続されてよい。ギター１２は、ギター１２が、ピックアップセレクタ、音量調節ノブ、または音色調節などのそのいくつかの内蔵制御装置の１つまたは複数から制御データを送信するだけではなく、デジタル音声データを生成することもできるように、システムデバイスモジュール２３（図４）を含む。コントロールペダル１５は、制御データを生成し、ギター１２から送信される音声データを中継するだろう。増幅器１３は、ギターまたは音量ペダルによって送信される任意の制御データまたは音声デ
ータ用の受信機としての役割を果たすだろう。システム１０は音声データと制御データの双方向通信を提供するため、増幅器１３が制御メッセージまたは音声をギターに送り返すことは可能である。

物理インタフェース

ＧＭＩＣＳは、複数の物理インタフェースを有することができる。この用途は、２つの物理的なインタフェース、つまり共通楽器インタフェースと高速光インタフェースを特定する。

システムの１つの実施態様では、共通楽器インタフェース（楽器と増幅器間の接続）は、従来の１００メガビットのイーサネット（登録商標）物理層に基づいている。該１００メガビットＧＭＩＣＳデータリンクは、Ｇ１００ＴＸリンクと呼ばれる。これは、データトランスポート機構と相互接続するケーブルとコネクタの両方を含む。ＧＭＩＣＳトランスポートの１つの実施態様は、標準ＣＡＴ５ケーブルおよびＲＪ−４５コネクタを使用する。

その他の物理インタフェースは、高速マルチリンク光インタフェース、無線、および新しいギガビットのイーサネット（登録商標）物理層に基づく物理層インタフェースを含むことがある。ＧＭＩＣＳシステムの無線用途は、現在の機能および使用可能な技術のビット密度に依存している。高帯域幅光インタフェースは、長距離での多数のＧＭＩＣＳチャネルをトランスポートするために理想的である。これは、ミキシングコンソールまたは増幅器がステージから数百フィートである場合があり、膨大な数の音声チャネルを必要とする大きなアリーナで非常に有効である。重信電力は、光ベースのシステムには使用できない。

電気インタフェース

共通インタフェース、Ｇ１００ＴＸは、１００メガビットのイーサネット（登録商標）で使用されるＧＭＩＣＳデータを、リンク層プロトコルを通してトランスポートするだろう。データは、４ビット／５ビット方式で符号化されてから、ＲＦ「ホットスポット（ｈｏｔ ｓｐｏｔｓ）」を排除するためにスクランブルされ、このようにしてエミッションを削減する。これは、大規模なインストール済みのベースを備えた文書による十分な裏づけがある、試験済みのデータ駆動機構である。標準カテゴリ５（「ＣＡＴ５」）ケーブル内の８つの導体の内、４つだけがデータトランスポートに使用される。Ｇ１００ＴＸは、制限された電力で動作できる楽器用のファントム電力を供給するために４つの未使用の導体を使用する。ギター、ドラム変換器、およびマイクがこのようなデバイスの例である。好ましくは、Ｇ１００ＴＸベースのＧＭＩＣＳデータリンクは、楽器への９ボルトのＤＣで最高５００ｍＡを供給する。リンクホストは、ＧＭＩＣＳリンク電力が、ユーザと装置の両方にとって安全であることを保障する。電流制限は、短絡が補正された後にシステムが稼動中となるように実行される。トリガ時に交換を必要とするヒューズは推奨されない。

ＧＭＩＣＳプロトコルは、多くの異なる物理トランスポート層の使用を可能とするように設計される。ＧＭＩＣＳに考えられるトランスポート層を選択するときに従わなければならないいくつかの重要な規則がある。第１に、トランスポートは非常に低い待ち時間を有さなければならない。ＧＭＩＣＳはリアルタイムデジタルリンクである。待ち時間は非常に低い、数百マイクロ秒台にすぎなくなくてはならないが、決定論的である必要もある。第２に、物理インタフェースは、生演奏環境でも適切に機能するほど堅牢でなければならない。ライブ環境は、リンクケーブル近くを通る、またはリンクケーブルと束ねられる高電圧／電流ケーブルを含んでよい。リンクが許容可能であるためには、それはこの厳しい環境で適切に機能しなければならない。

データリンクインタフェース

データは同期速度での別個のパケットという形でＧＭＩＣＳデバイス間を伝送される。ＧＭＩＣＳデータパケットは、ヘッダ、１６個の音声データパイプ、高速ユーザデータパイプ、ＧＭＩＣＳ制御データパイプ、およびオプションのＣＲ−３２を含む。ヘッダは、プリアンブル、フレームバイト開始、データ有効フラグ、サンプルレート、フレームカウンタおよびバス制御ビットを含む。

音声データパイプは、２つのＧＭＩＣＳデバイス間の３２ビットのデータハイウェイである。パイプ内のデータのフォーマットは、パケットヘッダ内で、およびいくつかのケースでは各データパイプ内のタグとして使用される４ビットニブルで特定される。音声は、ＰＣＭ音声データの１６ビット、２４ビット、２８ビットまたは３２ビットであってよい。特殊な圧縮されたデータフォーマットもサポートされ、タグの中で特定される。それぞれの個別音声パイプには、所望される場合、音声チャネルの対応する非可用性とともに、最高１６の余分なデータチャネルを提供する３２ビットデータとして割り当てし直される。

ＧＭＩＣＳ制御データパイプは、ＧＭＩＣＳ関連の制御メッセージ通信用のハイウェイである。固有のＧＭＩＣＳ制御が使用されなければならないが、制御パイプは、ＭＩＤＩを含む複数の種類の制御を送ることができる。制御パイプは、制御型バイト、バージョンフィールド、４８ビットのソースと宛先のアドレス空間、メッセージフィールド、および３２ビットのデータワードを含む。

マスタタイミング制御

ＧＭＩＣＳシステム内のすべてのデバイスが、互いに同相でデータを処理するために、同期の単一ソースがなければならない。ソースは、システムタイミングマスタ（ＳＴＭ）と呼ばれる。それは、任意の非楽器デバイスであり、システム構成プロセスの間に選択されてよい。デバイスがＳＴＭとして構成されない場合、１つがシステム階層に基づいて自動的に選択されるだろう。複数のデバイスがデージーチェーンとして接続される状況では、自動的に選択されるＳＴＭに備える３つの規則が提示される。

ＧＭＩＣＳパケットタイミングは、システムの音声サンプルレートに同期している。このサンプル、つまりパケット、タイミングは、ＳＴＭのケースでは局所的に生成されるか、スレーブデバイスでは回復され、再生される。駆動機構クロックは、サンプルクロックに非同期であり、物理層駆動機構によってだけ使用される。図４は、ＧＭＩＣＳシステムタイミングスレーブデバイス２３ｓに接続されるＧＭＩＣＳ ＳＴＭ ２３ｍを含むデバイスインタフェースモジュールの簡略化されたブロック図である。スレーブデバイス２３ｓは、ＧＭＩＣＳデータパケットを符号化／復号するために回復され、再生されたサンプルクロックだけを使用する。

ＧＭＩＣＳ制御

制御情報は、楽器の機能性における必須要因である。インタフェース固有の制御プロトコルがＧＭＩＣＳシステムで使用される。ＧＭＩＣＳ制御は、３つの１６ビットフィールド、つまりデバイス、機能およびパラメータの中で分割される４８ビットアドレス空間の回りで回転する。これが、複数のレベルでのデバイスへのアクセスに対処する。デバイスアドレスは、列挙の間に決定される。デバイスの製造メーカは、他の２つのアドレスフィールドを決定する。これは、ＭＩＤＩシステムで行われるように、パラメータと制御装置メッセージを事前定義する必要性を緩和する。デバイスは、システム制御メッセージを使用することによって、他のデバイスアドレス、および関連付けられたフレンドリ名に関して照会できる。これは、依然として非技術的なユーザフレンドリなインタフェースをサポートしつつ、完全な制御に備える。

制御型バイトは、制御パイプまたはチャネルへの非ＧＭＩＣＳ制御メッセージアクセスを可能にする。他の仕様からの制御メッセージは、３２ビットデータワード内にカプセル化することができる。ＭＩＤＩは、定義された代替制御型の一例である。

デバイス分類

制御情報が送信されていないケースでは、デバイスは、制御データの代わりにデバイス分類メッセージを送信できる。このメッセージは、デバイスの機能性および機能に関する情報を提供する。ＧＭＩＣＳシステム内の他のデバイスは、この情報を必要に応じて使用できる。デバイス分類方法は、３２ビットデータワード内にカプセル化される。

クラシックモード

クラシックモードは、ＧＭＩＣＳシステムの簡略さおよび汎用性をさらに増加する手段である。クラシックモードは、楽器にデフォルトチャネル割当ての集合を与える。これは、未知のデバイスが既知の状態で電源投入し、確かな初期のユーザ経験を提供できるようにするだろう。デバイスは、任意の様式でチャネルを割り当てることができるが、すべてのデバイスは、過去の構成で無効にされていない限り、クラシックモードにいるという機能を与えなければならない。クラシックモードは、自動的な制御装置割り当て、および多様なその他の特徴に対処するために拡大できる。

クラシックモードは、デバイスが、デフォルト割当てをすべてのチャネルに与えることによって既知の状態で電源投入することを保証する。その他のデバイスは、デフォルトによって既知のチャネルで通信できる。デフォルトチャネル割当ては、すべての適用可能な楽器に与えられる。クラシックモードは、一般的なＭＩＤＩが音色生成のために共通したユーザ経験を提供するように、ＧＭＩＣＳの汎用性および簡略性を強める。この実施態様で記述されるチャネル割当てはデフォルトである。その他のチャネル割当ては、デバイス製造メーカの裁量で使用されてよいが、変動があるとその他のクラシックモードデバイスとの非互換性が生じるだろう。

アコースティックギタークラシックモード

ＧＭＩＣＳシステム内のアコースティックギターデバイスは、以下のデフォルトチャネル割当てを有してよい。

エレキギタークラシックモード

ＧＭＩＣＳシステム内のエレキギターは、以下のデフォルトチャネル割当てを有してよい。

キーボードクラシックモード

ＧＭＩＣＳシステムでの電子キーボードは、以下のデフォルトチャネル割当てを有してよい。

システム機械詳細

ＧＭＩＣＳコネクタ

Ｇ１００ＴＸ ＧＭＩＣＳリンク

１００メガビットのＧＭＩＣＳデータリンク（Ｇ１００ＴＸ）は、図５に図示されるように、業界規格のＲＪ−４５コネクタおよびカテゴリ５ケーブルを使用する。好ましくは、ケーブルおよびコネクタは、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ使用のためのＩＥＥＥ８０２．３仕様に述べられるすべての要件を満たすだろう。

ＧＭＩＣＳ Ｇ１００ＴＸ信号およびコネクタピン割当て

Ｇ１００ＴＸベースのＧＭＩＣＳは、デバイス相互接続のために標準カテゴリ５ケーブルを使用する。単一ケーブルが４本の撚り対を含む。２本の対が、１００ＢＡＳＥ−ＴＸネットワーク接続でのようにデータトランスポートのために使用される。残りの２本の対は、電力用に使用される。

標準カテゴリ５パッチコードは、１対１で結線される。これは、各コネクタが両方のコネクタの同じピンに接続されることを意味する。クロスオーバ機能は、図５に図示されるように、一方のデバイスによって伝送されるデータが、他方によって受信されるように、接続されているデバイスの１つの中で実行されなければならない。

この関係性のため、ＧＭＩＣＳシステムは、ＧＭＩＣＳデバイス用の２つの異なるコネクタ構成を有する。図６の図は、ギター１２、およびエフェクトボックス２４、および増幅器１３を示す。以下のテーブルでＡとＢと名前が付けられているシステムで使用される２つの好ましいコネクタ構成がある。増幅器および他のデバイスは、楽器からの入力のためにコネクタ構成Ｂを、その他のデバイスへの出力のためにコネクタ構成Ａを使用する。ＧＭＩＣＳ接続は、カテゴリ５承認ＲＪ−４５プラグおよびジャックで行われる。

以下の表は、ＡおよびＢコネクタ構成両方のための信号およびコネクタピン番号を一覧表示する。

ピン番号割当ては、信号が撚り対上でトランスポートされることを保証するために選ばれる。伝送信号および受信信号は、コンピュータのネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）が使用するのと同じピンを使用する。標準１００ＢＡＳＥ−ＴＸで使用されない２対のワイヤはファントム電力を搬送する。このコネクタピン割当ては、ＧＭＩＣＳデバイスが直接的にコンピュータネットワークコネクタに差し込まれる場合に、損失の可能性を削減するために選ばれる。

楽器コネクタ

ＧＭＩＣＳシステムに接続されるすべての楽器は、Ａ型構成で結線されるＲＪ−４５ジャックを使用する。このコネクタは増幅器へと名前が付けられている。

エフェクト／増幅器コネクタ

エフェクトボックスおよび増幅器は、複数のＧＭＩＣＳコネクタを有してよい。これらのＧＭＩＣＳ接続に２つの考えられる構成がある。楽器からエフェクトボックスまたは増幅器への入力は、Ｂ型構成で結線され、計器からと名前が付けられなければならない。エフェクトボックスまたは増幅器からの出力は、Ａ型構成で結線され、増幅器へと名前が付けられなければならない。

楽器から直接的に入力を受け取ることができるすべてのコネクタは、Ｂ型構成で結線されるＲＪ−４５ジャックを使用する。

その他のすべての接続は、Ａ型構成で結線されるＲＪ−４５ジャックを使用する。

優勢なデータフロー

用語増幅器へおよび楽器からは、典型的な物理的な接続だけではなく、優勢なデータフローも指す。ＧＭＩＣＳプロトコルが対称的な双方向相互接続であることも真実であるが、データフローに対するほぼつねに優勢な方向もある。楽器、エフェクトボックスおよび増幅器から成り立つ単純なＧＭＩＣＳシステムでは、図８に図示されるように、優勢なデータ方向は楽器からエフェクトボックスへ、それから増幅器へである。

図８の第２例では、３つの楽器（２つのギター１２およびマイク１４）が増幅器１３を通して、記録装置２６に接続されるミキサー２５に接続される。記録装置２６は、データフローの優勢な方向を有さない。優勢な方向は、再生中はレコーダ２６からであるが、記録中はレコーダ２６に対してである。ＧＭＩＣＳシステムを記述する上での明快さのために、記録装置２６は、つねに、優勢なデータがレコーダから流れるという点で楽器として処理されるだろう。

特殊考慮事項

特殊考慮事項は、ＧＭＩＣＳと使用するためのＲＪ型コネクタを選択する際になされる必要がある。これらの特殊な要件は、ＧＭＩＣＳによってイネーブルされたデバイスが、音楽家によって生演奏で使用され、信頼性があり、弾性でなければならないという事実のためである。

標準ＲＪ−４５コネクタを増補するいくつかの物理的なサポートが存在する。これは、ＲＪ−４５コネクタ用のロッククリップ保護の追加を含む。さらに、ケーブル製造メーカは、ロッククリップが破壊から助ける特別に設計されたケーブル端部を作ることができる。なんらかの種類の保護がないと、これらのロッククリップは、過度に圧力を与えられ、破壊されることがある。いったんロッククリップが破壊されると、コネクタは合わせジャック内で適切に据え付けられて留まらず、接続は満足の行かないものとなるだろう。

ＲＪ−４５ジャックにかかる機械的な応力は、ＧＭＩＣＳによってイネーブルされるデバイスを設計する際にも考慮されなければならない。ＲＪ−４５のロック性質は、優位点および不利な点を提供する。確かなロックは、偶然、コンセントから外れることに対して保護を提供する。しかしながら、ＲＪ−４５は、（標準１／４”のギターケーブルがリリースするように）ケーブルが完全に引き伸ばされたり、からまると自動的にリリースしないだろう。したがって、ＲＪ−４５ジャックおよび機械的なアセンブリは、物理的な損傷または電気的な損傷なしにケーブルが繰り返し引っ張られることに耐えることができることが勧められる。

ＧＭＩＣＳケーブル

ＧＭＩＣＳ Ｇ１００ＴＸ相互接続ケーブル

Ｇ１００ＴＸベースのＧＭＩＣＳでビスは、信号と電力両方のための業界規格コンピュータネットワーキングケーブルを使用する。Ｇ１００ＴＸデータリンクは、最高５００フィートの長さの標準カテゴリ５パッチケーブルを使用するように設計される。許容可能なＣａｔ５ケーブルは、すべて４本の撚り対（８本のワイヤ）を含まなければならない。それぞれの導体は、撚り線から成り立ち、２４ゲージ以上でなければならない。ケーブルおよびコネクタは、１００ＢＡＳＥ−ＴＸネットワーク使用のためのすべての要件を満たさなければならない。ＧＭＩＣＳが、特殊なコンピュータ対コンピュータのケーブルではなく、標準的なコンピュータ対ハブＣＡＴ５パッチコードを使用することが注記される必要がある。ＧＭＩＣＳケーブルは、つねに、１対１のアセンブリとして結線される。

以下の表は、ＧＭＩＣＳ Ｇ１００ＴＸ相互接続ケーブル用のコネクタ／ケーブル結線を示す。

特別な考慮

Ｇ１００ＴＸと使用するためにカテゴリ５ケーブルを選択する際になされなければならない特別な考慮がある。これらの特別の要件は、ＧＭＩＣＳによってイネーブルされるデバイスが、標準的なオフィスネットワークシステムと比較してケーブルに追加の要件を課す生演奏用途で使用されるという事実のためである。

１つの考慮事項は、ＲＪ−４５コネクタのロッククリップの保護を含むケーブルを使用することだろう。この保護を使わない場合、ロッククリップに過度に圧力がかかり、破壊することがある。いったんロッククリップが破壊すると、コネクタは合わせジャック内で適切に据え付けられて留まらないだろう。

第２の考慮事項は、ケーブル自体の柔軟性および感触である。選択されたケーブルは、優れた柔軟性を有し、それが生演奏中に予想される通常の濫用に耐えられるように構築されなければならない。大部分のネットワークシステムとは異なり、Ｇ１００ＴＸシステムでの接続ケーブルは、その耐用期間中、多くの捻りと回転を経験するだろう。これらの理由から、ＧＭＩＣＳアプリケーションには標準ＣＡＴ５ケーブルが必要とされる。ソリッドワイヤＣＡＴ５は、当初正しく機能するが、さらに頻繁に故障するだろう。ケーブルが、Ａ対ＡまたはＢ対Ｂではなく、ＡコネクタからＢコネクタへ接続されなければならないことに注意する必要がある。ＧＭＩＣＳシステムは、ループが存在するこのような様式で絶対に結線されてはならない。

また、この実施態様に関して記述されたピン割当ては例示的にすぎず、ケーブルおよびコネクタの選択肢に応じて変えられてよい。

デバイス定義

ＧＭＩＣＳは、デージーチェーン接続されたシステムとして、またはハブ集中システムとしての２つのレベルで機能するように設計される。以下のセクションは、ＧＭＩＣＳシステム内に含まれてよいデバイスの機械的な定義を示す。すべてのＧＭＩＣＳデバイスは、以下の規則に従う必要がある。ＧＭＩＣＳシステム内のどのデバイスも、複数のＡ型コネクタ（増幅器へ）を含んではならない。

楽器

楽器（ギター、キーボード等）は、Ａ型（増幅器へ）コネクタのみを含む任意のデバイスとして定義される。楽器のＧＭＩＣＳ定義は、楽器の従来の定義を超えることが注意されなければならない。増幅器または信号プロセッサなどのデバイスが、Ａ型コネクタだけを含むため、前記定義に従って楽器と考えられることが可能である。このような状況では、ハブは、ギターを増幅器に接続するために必要とされるだろう。

信号プロセッサ

信号プロセッサ（ストンプボックス、エフェクトプロセッサ等）は、通常、１つのＢ（楽器から）および１つのＡ（増幅器へ）コネクタを有さなければならない。この定義は、信号処理装置が、デージーチェーンセットアップとハブ集中システムの両方で機能するのに対処するために必要である。

増幅器

増幅器は、デージーチェーンシステムの端点、あるいはハブに接続できる別のデバイスのどちらかとして見ることができる。増幅器が端点デバイスとみなされると、それはただ１つのＢ型コネクタ（楽器から）を含むだろう。ハブとともに使用される増幅器は、通常、１つのＢ型（楽器から）および１つのＡ型（増幅器へ）コネクタを有さなければならない。

ハブ

ハブは、通常、別のハブへの接続のために複数のＢ型（楽器から）コネクタ、および最高１つのＡ型（増幅器へ）コネクタを有するものとする。ハブは、デージーチェーンシステムまたはそれらに接続される単一デバイスのどちらかを有することがある。

システム電気詳細

ＧＭＩＣＳ物理層−Ｇ１００ＴＸ

ＩＥＥＥ８０２．３互換性

共通のＧＭＩＣＳデータリンク物理層（Ｇ１００ＴＸ）は、ＩＥＥＥ８０２．３仕様に記述されるように、１００ＢＡＳＥ−ＴＸイーサネット（登録商標）物理層に基づいている。ＩＥＥＥ８０２．３仕様の多くが関連性がある一方、以下の節に特別な注意を払わなければならない。

７．物理信号方式（ＰＬＳ）および接続機構インタフェース（ＡＵＩ）仕様

２１．毎秒１００Ｍｂベースバンドネットワーク、１００ＢＡＳＥ−Ｔ型

２４．物理符号化副層（ＰＣＳ）および物理中間接続（ＰＭＡ）副層、１００ＢＡＳＥ−Ｘ型

ＧＭＩＣＳ Ｇ１００ＴＸ／ＩＥＥＥ８０２．３の相違点

ＧＭＩＣＳデータリンク物理層は、つねに、全二重モードで毎秒１００メガビットで操作される。標準１０／１００メガビット物理層実現の機能性の多くは検出モードおよび切替えモード専用であり、Ｇ１００ＴＳには必要とされない。

タイミングパラメータ

サンプルクロック回復

サンプルクロックを任意のデジタルリンクから回復することは、設計者に対する重大な懸念である。ＧＭＩＣＳでは、サンプルクロックは、物理媒体上でのデータ伝送速度ではなく、回復されたフレームレートに基づいている。特定の用途に必要とされるジッタ性能は、サンプルレート回復回路を設計する際に考慮に入れられなければならない。高品質Ａ／ＤおよびＤ／Ａ変換のため、ジッタは５００ｐＳを超えてはならない。

回復されたサンプルクロックが、入信サンプルレートに固定されることが肝要であり、すべてのデバイスが互いに同相で動作することも望ましい。これが、すべてのデバイスが同期してデータを処理していることを保証するだろう。

１つのデバイスだけが、ＧＭＩＣＳデータリンクまたはシステム内のすべてのデバイスのサンプルタイミングを供給してよい。この規則の唯一の例外は、サンプルレート変換機能付きのデバイスだろう。マスタタイミングソースは、１２０ｎｓｅｃという最大パケット対パケットジッタで、すべてのそのＧＭＩＣＳリンクでＧＭＩＣＳパケットを生成するだろう。それ以外のすべてのデバイスは、入信パケットのこのストリームの受信に基づいてすべてのその発信パケットを生成しなければならない。これらのアウトバウンドパケットのパケット対パケットジッタは、１６０ｎｓｅｃを超えてはならない。これは、蓄積されたジッタの基準ではない。

待ち時間

直接接続されているＧＭＩＣＳデバイス間で伝送されるデータの待ち時間は、２５０マイクロ秒を超えないものとする。これは、Ａ／ＤおよびＤ／Ａ変換を含まない。ＧＭＩＣＳは生演奏デジタルリンクであるように設計されているので、これらのデバイス内での待ち時間を最小限に抑えるために、Ａ／Ｄ変換器およびＤ／Ａ変換器を選ぶときに注意を払わなければならない。

ジッタ

特定の用途のためのジッタ性能は、サンプルレート回復回路を設計するときに考慮に入れなければならない。高品質Ａ／ＤおよびＤ／Ａ変換の場合、ジッタは５００ｐＳを超えてはならない。大型システム内でサンプルクロックを伝播するときには、極端な注意を払わなければならない。ＧＭＩＣＳシステムは、デバイス自体がジッタを許容可能なレベルに管理するだろうと予想して設計されている。このようにして、設計者は、適切なコストおよび収益率での結果として生じるジッタの必要とされる品質を決定することができる。

電力

Ｇ１００ＴＸファントム電源

ＧＭＩＣＳファントム電源は、それぞれの接続されている楽器に、楽器のケーブル終端で測定された＞５００ｍＡで９ｖＤＣという最小値を与えるものとする。

ファントム電源は、ソースのＢ型ＧＭＩＣＳリンクコネクタで測定される２４ボルト＋／−５％（２２．８−２５．２ボルトＤＣ）を供給しなければならない。ファントム電源は、各Ｂ型ＧＭＩＣＳデータリンクに＞５００ｍＡを送信できなければならない。電流の制限は、５００ｍＡより大きい点で発生しなければならない（１アンペアが推奨される）。それは、標準ヒューズの形を取ってはならず、それ自体としてデバイスは、過剰電流状態が発生した場合に交換される必要があるだろう。完全電力が、障害の補正時に復元されることが望ましい。各Ｂ型ＧＭＩＣＳデータリンクは、１つの不良リンクが他のすべてのリンクが機能するのを停止できないように個別に保護されなければならない。すべてのＢ型ＧＭＩＣＳリンクは、前記に指定されるファントム電力を供給しなければならない。

Ｇ１００ＴＸファントム電力式楽器

ファントム電力式デバイスは、２４ｖＤＣから９ｖＤＣまでの電圧の範囲で適切に動作しなければならない。ファントム電力式デバイスは、動作中に５００ｍＡを超えて引き出してはならない。２４ｖＤＣでの適切な熱消散およびまたは冷却が、楽器の物理的な設計中に考慮されなければならない。

デージーチェーン接続されたデバイスを使用するときのファントム電力考慮

ファントム電力の使用

ＧＭＩＣＳのデージーチェーン構成では特別な考慮をファントム電力に払わなければならない。チェーン内の複数のデバイスがＧＭＩＣＳデータリンクによって供給される電力を使用できるようにされる場合、電力予算はおそらく超過されるだろう。したがって、楽器などの端点デバイスだけが、Ｇ１００ＴＸケーブルによって供給される電力を使用することが許可されるのが勧められる。

ファントム電源および通過

ファントム配電は、注意深く管理しなければならない。最初に、ファントム電力が物理的にチェーン内のデバイスを通過できるようにすることが理想的であると考えられるだろう。しかしながら、この設計は、サポート不可能な構成を生じさせることがある。究極的なチェーン長が不確定であるため、ユーザは最大ケーブル長の仕様を知らずに違反するだろう。最大ケーブル長は、ケーブル内の過剰な電圧の低下を引き起こし、それによって楽器での電圧を必須最低電圧未満に制限するだろう。

デバイスは、そのＡ型ＧＭＩＣＳコネクタで使用可能な電圧が＞５００ｍＡという負荷のある２０ｖＤＣより大きい場合に、ファントム電力に沿って通過するだけでよい。この単純な試験は、５００フィートケーブルによって接続されるときに、適切な電力が楽器に供給されることを保証するだろう。この条件を満たすことができない場合、デバイスは独自のファントム電力を供給しなければならない。

マスタタイミング制御およびデバイス列挙

システムタイミングマスタ

サンプリングされたデータを処理するときには、サンプル同期を達成することが肝要である。この同期が、すべてのデバイスが互いに同相でデータを処理していることを保証する。ＧＭＩＣＳシステム内にはつねに１つの同期のソースがあり、そのデバイスがシステムタイミングマスタ（ＳＴＭ）と呼ばれる。

ＳＴＭの確立

複数のデバイスがともにデージーチェーン接続されるか、あるいはよりハブ中心的なフォーマットで結線されるとき、ＳＴＭを確立するために以下の３つの規則が使用される（これらの規則は、以下の通りにデバイス定義に依存する）。

１）Ａコネクタだけを備えるデバイスは、絶対にＳＴＭにはならない。

２）Ｂコネクタだけを備えるデバイスが、ＳＴＭになるだろう。

３）システム内のすべての非楽器デバイスがＡ型コネクタ構成およびＢ型コネクタ構成を含むケースでは、そのＡ型構成コネクタで信号がない１つのデバイスがＳＴＭになるだろう。

デバイス列挙

ＳＴＭは、２つの目的を果たす。つまり、それはサンプルクロックを提供し、ＧＭＩＣＳデータリンク上のすべてのデバイスを列挙する。列挙プロセスは各ＧＭＩＣＳデバイスに、それが制御メッセージに応答して応えるアドレスを供給する。アドレス空間は１６ビットであり、ＧＭＩＣＳシステム内のデバイス数を６５，３５６に制限する。

システム起動

すべてのＧＭＩＣＳデバイスは、電源投入時に「起動アドレス」に応答しなければならない。

いったんデバイスがそれ自体をＳＴＭとして確立すると、それは自動的にそれ自体にベースアドレスを割当てるだろう。

それ自体をアドレス指定した後に、ＳＴＭは列挙プロセスを開始しなければならない。デバイスアドレスフィールド以外のアドレスフィールドは、列挙中、「使用されていない」アドレス０ｘ００００を使用しなければならない。

列挙アルゴリズム

楽器以外の任意のデバイスがＳＴＭとなることができるため、すべての楽器以外のデバイスが列挙プロセスを実行できることが必要である。この理由から、ここに提示される列挙アルゴリズムは、きわめて簡略である。列挙アルゴリズムは、以下の通りに、３つのシステム制御メッセージに集中する。

デージーチェーン列挙

デージーチェーンシステムでは、ＳＴＭはそれ自体に、それがその後にソースアドレスとしての「ベースアドレス」および宛先アドレスとしての「起動アドレス」とともに、「デバイスを列挙」メッセージを送信するだろうベースアドレスを割り当てるだろう。

//STM疑似コード

STM.address = 0x0000;

STM.SendMessage([宛先デバイスアドレス = 0xFFFC]

[ソースデバイスアドレス = 0x0000][メッセージ = 0x0001(列挙されたデバ
イス)]

[データ = STM.address + 1]);

チェーン内の次のデバイスが、ＳＴＭから「デバイスを列挙」メッセージを受け取り、それ自体を入信メッセージ内で提供される番号としてアドレス指定し、データフィールドを増分してから、新しい「デバイスを列挙」メッセージを上流に送信するだろう。デバイスが最初のＳＴＭメッセージを渡してはならないことを認識することが重要である。新しい「デバイスを列挙」メッセージは、元のメッセージのソースアドレスと宛先アドレスを維持しなければならない。

//チェーン疑似コード内の次のデバイス

Device2.MessageBuffer = Device2.ReceiveMessage();

//列挙されたデバイス

Device2.address = Device2.MessageBuffer.Data //0x0001;

Device2.SendMessage([宛先デバイスアドレス = 0xFFFC]

[ソースデバイスアドレス = 0x0000][メッセージ = 0x0001(デバイスを列
挙)]

[データ = Device2.address + 1]);

前記プロセスは、最後のデバイスを除きシステム内のデバイスごとに従う必要がある。デージーチェーン内のその他の端点を表すシステム内のＮ番目のデバイスは、それ自体を、入信メッセージに提供される番号でアドレス指定してから、ソースアドレスフィールド内に提供されるアドレス（通常はＳＴＭ）に「アドレスオフセット戻し」メッセージを送り返す必要がある。「アドレスオフセット戻し」メッセージは、宛先アドレスとして「ベースアドレス」（ＳＴＭ）を、ソースアドレスとしてデバイスの専用アドレスを使用する必要がある。データフィールドは、１が加えられたデバイスアドレスに等しくなければならない。

//端点デバイス疑似コード

DeviceN.MessageBuffer = DeviceN.ReceiveMessage();

//デバイスを列挙

DeviceN.address = DeviceN.MessageBuffer.Data ; //N-1

DeviceN.SendMessage([宛先デバイスアドレス = 0x0000]

[ソースデバイスアドレス = N-1][Message = 0x0002(アドレスオフセット)
]

[データ = DeviceN.address + 1]);

ハブ中心列挙

ＳＴＭが通常ハブとなるハブ中心システムでは、列挙はわずかに異なって発生するだろう。ハブは開始ポートを選択してから、デージーチェーンシステムに提供される方法に従うだろう。ＳＴＭがいったん「アドレスオフセット戻り」メッセージを受信すると、それは次のポートに移動し、データフィールドが「アドレスオフセット戻り」メッセージによって提供される数に等しいデージーチェーン列挙に従うだろう。

//ハブ（ＳＴＭ）疑似コード

Hub.address = 0x0000;

次のデバイスアドレス＝ Hub.address + 1;


(int i = 1;i<= Number of Ports; i++)の場合

{

Hub.port[i].SendMessage([宛先デバイスアドレス = 0xFFFC]

[ソースデバイスアドレス = 0x0000][メッセージ = 0x0001(デバイスを列
挙)]

[データ = 次のデバイスアドレス])


//デージーチェーン手順（第５．４．２．１項）に従う。

(;;)の場合

{

( Hub.port[i].ReceiveMessage( ) )の場合//アドレスオフセット戻し

{

次のデバイスアドレス = Hub.MessageBuffer.Data;

区切り;

}

}

}

ハブが別のハブに接続される状況では、第２のハブが前記プロセスを繰り返す必要があるが、開始アドレスとして専用のアドレスを使用しなければならない。また、それはソースアドレスとして専用のアドレスを備えるすべてのメッセージも送信し、その結果、それは「アドレスオフセット戻り」メッセージを受信する。このメッセージを受信すると、それは、それをＳＴＭまたは過去のハブに送らなければならない。

//ハブ疑似コード

Hub.address = M;

次のデバイスアドレス = Hub.address + 1;

//デージーチェーン手順（第５．４．２．１項）に従う。



(int i = 1;i<= Number of Ports; i++)の場合

{

Hub.port[i].SendMessage([宛先デバイスアドレス = 0xFFFC]

[ソースアドレス = Ｍ］[メッセージ = 0x0001(デバイスを列挙)］

[データ = 次のデバイスアドレス])；

//デージーチェーン手順に従う。




(;;)の場合

{

( Hub.port[i].ReceiveMessage( ) )の場合//アドレスオフセット戻し

{

次のデバイスアドレス = Hub.MessageBuffer.Data;

区切り;

}

}

}



SendMessage([宛先デバイスアドレス = 0x0000]

[ソースデバイスアドレス = Hub Address][Message = 0x0002(アドレスオフ
セット)]

［データ＝次のデバイスアドレス］）；

プラグ接続およびプラグ取り外し

デバイスは、任意の時点でプラグ接続され、システムからコンセントを外されてよい。ＧＭＩＣＳシステム内の他のすべてのデバイスは、これが発生する場合にその現在のアドレスを維持する必要がある。新しいデバイスが、起動初期化発生後に差し込まれると、あるいは以前のデバイスのコンセントが抜かれてから再び差し込まれると、新しいアドレスが割り当てられなければならない。システム全体を列挙し直す代わりに、「新規デバイスアドレスを要求」メッセージを使用して、新しいアドレスを得ることができる。

デバイスが最初にＧＭＩＣＳシステムにプラグ接続するとき、それは初期列挙が発生したかどうかを知らない。したがって、それが「新規デバイスアドレスを要求」メッセージを送信するために新しいデバイスに直接的に接続されるのはデバイスの責任である。そのデバイスがＳＴＭでない限り、その場合、ＳＴＭが物理的にそれに接続される新規デバイスを肯定応答し、「デバイスを列挙」メッセージを指定された最後のアドレス＋１とともにデータフィールドとして送信しなければならない。

//差し込まれている新規デバイス



//直接的に接続されたデバイス

Device. SendMessage([宛先アドレス = 0x0000][ソースアドレス = Device.Addr
ess]

[メッセージ = 0x0003(新規アドレス)][データ = ヌル]);



//ＳＴＭ

STM. SendMessage([宛先アドレス = 0xFFFC][ソースアドレス = Device.Address
]

[メッセージ = 0x000a(デバイスを列挙する)][データ = 指定された最
後のアドレス + 1]);



//新規デバイス

NewDevice. SendMessage([宛先デバイスアドレス = 0x0000]

[ソースデバイスアドレス = NewDevice.Address]

[メッセージ = 0x0002(アドレスオフセット)][データ = NewDevice.Address
+1]);

データリンクインタフェース

概要

ＧＭＩＣＳデバイス間で送信されるデータパケットは、ＧＭＩＣＳシステムの核心である。それらは、制御情報だけではなく、デバイス間で送信される音声情報も含む。

図９は、ＧＭＩＣＳデータパケットフォーマットの高水準図である。それは、ヘッダ（以下の表を参照すること）と音声／制御データという２つの異なる区分に分解される。各ＧＭＩＣＳデータパケットは、２７ビットワードから３２ビットワードという固定サイズとなるだろう。標準ＧＭＩＣＳパケットは、３２ビット音声の１６チャネル、制御バージョンと型バイト、２つの４８ビットの制御アドレスフィールド、１６ビットの制御メッセージワード、３２ビットの制御データワード、３２ビットのユーザハイ（Ｕｓｅｒ Ｈｉｇｈ）ワード、およびオプションの３２ビットＣＲＣを有するものとする。ＧＭＩＣＳパケットは、プリアンブル、フレームの開始、ケーブル番号、サンプルレート、バス制御ビット、音声／制御有効フラグ、および３２ビットフレームカウンタを含むヘッダの４ワードを有するだろう。

プリアンブルおよびフレームの開始

これらの２つのフィールドは、ＣＳＭＡ／ＣＤ ＩＥＥＥ８０２．３仕様で指定されるように使用される。追加情報については、ＩＥＥＥ８０２．３仕様書の第７．２．３．２項および第７．２．３．３項を参照すること。

ＣＴＳフィールドおよびＭＩＰフィールド

これらの２つのビットは、制御バスを管理するために使用されるだろう。それは、すべてのデバイスが、巨大なバッファを要求せずに、制御メッセージを送信するのに対処するだろう。デバイスは、それらがこの時点でメッセージを送信しない可能性があることをシステム内の他のデバイスに示すために送信のためにクリア（ＣＴＳ）ビット低を設定するだろう。このビットは、伝送が始まるまで低いままとなり、その時点でビットは、他のデバイスがメッセージを送信できるようにするために高く設定されなくてはならない。

進行中メッセージ（ＭＩＰ）ビットは、メッセージが送信中であることを、システム内の他のデバイスに対し示すために高く設定されるだろう。それは、メッセージがその全体で送信されるまで高いままでなければならない。

バス上での順序を維持するために、以下の規則に従わなければならない。

１）デバイスは、任意の点でそのＣＴＳビットを低く設定できるが、それがＭＩＰビットが低に設定された２つのフレームという最小値を受信するまでメッセージを送信することはできない。

２）デバイスは、それが制御をリリースできる前に、そのメッセージを全体で送らなければならない。

３）デバイスは、それが、別のものが送信できる前に最後のメッセージの最後から８フレームという最小値、待機しなければならない。

図１１は、制御バスに関して考えられるシナリオを表示する。

ＦＰＦフィールド

ＦＰＦフィールドは、ＧＭＩＣＳパケット内のそれ以降のデータの高水準記述を示す。２つの定義されたフォーマットが、以下に示される。

サンプルレートフィールド

このフィールドは、音声のサンプルレートを指定する。５つのサンプルレートがサポートされている。つまり３２ｋ、４４．１ｋ、４８ｋ、９６ｋおよび１９２ｋである。サンプルレートおよびそのそれぞれの２進表記は以下に示される。

すべてのＧＭＩＣＳデバイスのデフォルトサンプルレートは４８ｋである。すべてのＧＭＩＣＳデバイスは、４８ｋサンプルレートをサポートしなければならない。複数のサンプルレートに構成されるデバイスは、４８ｋで電源投入する必要がある。１９２ｋサンプルレートは、音声チャネルの数を８に削減し、パケットあたり２つのサンプルを送信することによってサポートされる。チャネル１から８は、通常通り機能し、その対応するサンプルを提供しなければならない。チャネル９から１６は、チャネル１から８の第２サンプルを連続して提供しなければならない。

ケーブル番号フィールド

この数値フィールドは、光ファイバケーブル布線などの高帯域幅媒体の上に多重化されてよい、ＧＭＩＣＳストリームに名前を付けるために意図される。

制御／ＣＲＣ有効

この４ビットフィールドは、このパケットが任意の有効な制御、ユーザ高、デバイス分類およびＣＲＣデータを含むかどうかを受信機に教える。その対応するフィールドに有効なデータがある場合には、４ビットのどれかが設定されるだろう。

音声有効フィールド

このビットフィールドは、パケットの受信者に、どの音声チャネルが有効なデータを含むのかを教える。設定されるビットが有効な音声データを示すチャネルあたり１ビットがある。このフィールドのフォーマットは、以下の通りである。

ビット１６＝音声チャネル＃１有効

ビット１７＝音声チャネル＃２有効

ビット１８＝音声チャネル＃３有効

…等…

ビット３１＝音声チャネル＃１６有効

フレームカウントフィールド

フレームカウントフィールドは、伝送の始まりで開始するフレームの連続カウントを維持する。このフィールドに記憶される数は、それが最大３２ビット数０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦに達すると、更改するだろう。

データフォーマット

データフィールド

私達のパケットのデータセクション内の情報は、部分的にヘッダ内のＦＰＦフィールドに依存している。ＦＰＦフラグが低である場合には、私達のパケットは音声の１６チャネルを含むだろう。ＦＰＦフラグが高い場合、パケットは３２ビットデータの１６ワードを含むだろう。

音声／制御データ

ＦＰＦビットが低いとき、ＧＭＩＣＳパケットの本体は、次のページの表に図示されるフォーマットを取るだろう。

型フィールド

型フィールドは、後続の情報の性質を記述する４ビットフィールドである。型フィールドは、以下の通りにフォーマットされる。

次に示す高水準フォーマットが定義される。

高水準フォーマットあたりの副フォーマットは、以下に定義される。

推奨されるデフォルトＧＭＩＣＳ音声フォーマットが２４ビット未処理音声であることに注記する必要がある。

音声フィールド

１６の音声チャネルのそれぞれが、その内の２８ビットがデータのために使用できるＧＭＩＣＳパケット内の専用の３２ビットワードを有する。音声のフォーマットは、型フィールドに指定される。フォーマットに関係なく、音声データは、左揃えされなければならない。

３２ビットデータ

ＧＭＩＣＳヘッダ内のＦＰＦフィールドが高いケースでは、ＧＭＩＣＳパケットの本体は、以下のフォーマットを取るだろう。

３２ビットデータフィールド

このフィールドは、中間の３２ビットＤＳＰデータを渡す能力を提供するだろう。３２ビットワードは、それらが使用可能になるにつれそれ以外の３２ビットフォーマットにも使用できるだろう。

ユーザハイフィールド

３２ビットユーザハイフィールドは、詳細の用途のために使用できる高速データパイプである。デバイスは、受信側デバイスが、データをどのように処理するのかを知っている限り、それが好むだろう任意のデータを送信するためにこのフィールドを使用することができる。

制御フィールド

この５ワードフィールドは、ＧＭＩＣＳ制御メッセージのために取っておかれる。中に含まれるこれらのメッセージおよびデータのフォーマットは、以下の制御パイプの記述に記載される。

デバイス分類（ｄｃ）

分類有効ビットがヘッダに設定されるケースでは、３２ビット制御データワードが３２ビットデバイス分類フィールドになる。デバイス分類は、さらに後述される。

ＣＲＣ−３２フィールド

このフィールドは、データパケット全体の中に含まれるデータの３２ビットのサイクリック冗長性検査（ＣＲＣ）を含む。これは、ヘッダおよび音声パイプセクションとデータパイプセクションの両方を含む。このＣＲＣは、Ａｕｔｏｄｉｎ、イーサネット（登録商標）およびＡＤＣＣＰプロトコル規格で使用される標準的なＣＲＣ−３２多項式に基づいている。ＣＲＣ−３２を実行するＣ言語関数の例が、以下に示される。

制御パイプ仕様

概要

各ＧＭＩＣＳパケットは、制御型バイト、バージョンバイト、４８ビット宛先アドレスフィールド、４８ビットソースアドレスフィールド、１６ビットメッセージフィールド、および制御データ用の３２ビットフィールドを提供する。制御情報は、定義されたフォーマットのどれかを取ることができ、それらは現在ＧＭＩＣＳおよびＭＩＤＩである。

制御型バイト

制御メッセージバイトは、以下に続く制御メッセージの型を示すだろう。

ＭＩＤＩ制御メッセージ型

ＭＩＤＩが制御のために使用されるとき、制御メッセージバイトは、以下に示す形を取るだろう。

ＳｙｓＥｘビットが高い場合は、続くＭＩＤＩデータはＭＩＤＩ ＳｙｓＥｘメッセージとなるだろう。それが低い場合には、続くデータはその他の既存のＭＩＤＩメッセージフォーマットのどれかである。「過去のフレームと接合」（ＪＰＦ）ビットは、ＭＩＤＩデータが、過去のパケットで送信されたデータの連続する一部であるかどうかを示す。

「有効バイトの＃」フィールドは、有効なＭＩＤＩバイトの数から１を差し引いたものを示す。「制御メッセージ」フィールドのＬＳＢｙｔｅは、ＭＩＤＩケーブル番号を示すために使用されなければならない。その他のバイトを使用してはならない。ＭＩＤＩバイトは、制御データフィールドで提供される４バイトの中にカプセル化されなければならない。４未満のＭＩＤＩバイトがある場合、それらはそれらの４バイト内で左揃えされる必要がある。

ＧＭＩＣＳ制御メッセージ型

ＧＭＩＣＳ制御は、以下の項に記述される固有の制御メッセージ通信方式である。本項は、ＧＭＩＣＳ制御メッセージ型バイトの性質を説明する。

「制御メッセージ型バイト」内のＭＳＢは、対応する２つのバイトがＧＭＩＣＳ制御なのか、それとも何らかの他のフォーマットなのかを決定する上での真髄の要因である。ＭＳＢが高い場合、続くバイトはＧＭＩＣＳ制御データである。

「制御データ有効」（ＣＤＶ）ビットは、ＧＭＩＣＳメッセージが、メッセージに対応する３２ビットデータワードを含むかどうかを決定する。

ＭＩＤＩでのように、ＪＰＦビットは、ＧＭＩＣＳデータが、過去のパケットで送信されるデータの連続する一部であるかどうかを示す。チャネル番号フィールドは、このメッセージが意図されているチャネルを示す。チャネルは、以下のように定義される。

デバイスが複数のチャネル設定値（つまり、１６進ピックアップ）（付録Ａを参照すること）を有するとき、チャネル番号フィールドは、グループ内の第１チャネルを示さなければならず、グループ内のすべてのチャネルがメッセージに応答しなければならない。

バージョン番号フィールド

バージョン番号フィールドは、使用されている制御仕様書のバージョンを示す必要がある。ｘ．ｘフォーマットの仕様書バージョンだけを使用しなければならない。８ビットフィールドは、以下のように分割する必要がある。

ビット０から４が、バージョン番号の端数部分に使用されなければならず、ビット５から７がバージョン番号の整数部分に使用されなければならない。

制御ソースフィールドおよび宛先アドレスフィールド

ＧＭＩＣＳアドレスは４８ビット長であり、３つの１６ビットフィールドに分割される。

デバイスアドレス

すべてのＧＭＩＣＳデバイスは、一意のデバイスアドレスを含まなければならない。デバイスアドレスは、第５．４項に提示される列挙プロセス中に決定されるだろう。すべての制御メッセージは、ソースアドレスフィールドおよび宛先アドレスフィールドが適切に記入された状態で送信されなければならない。以下のアドレスが予約される。それらは、状況が許す場合に使用されてよい。

システム一斉送信アドレスは、ＧＭＩＣＳシステム内のすべてのデバイスをアドレス指定するために使用されなければならない。すべてのＧＭＩＣＳデバイスは、制御情報を作成も、受け入れもしないデバイスを除き、このアドレスを肯定応答しなければならない。

ハブ自体を含むハブの複数のＢ型コネクタに接続されているすべてのデバイスは、ローカルハブ一斉送信メッセージに応答する必要がある。ハブがこのメッセージを作成する、あるいはこのメッセージをそのＢ型コネクタの内の１つで受信する場合、それは、もし存在するならば、これをそのＡ型コネクタを通過させてはならない。メッセージがハブのＡ型コネクタ上のこのアドレスとともに受信される場合、それは、それをすべてのそのポートに渡す必要がある。

デージーチェーン一斉送信アドレスは、デージーチェーン内のすべてのデバイスをアドレス指定するために使用されなければならない。ハブがそのＢ型コネクタの１つでこのアドレスとともにメッセージを受信する場合、それは、Ａ型とＢ型両方の、そのポートのほかのどれかに渡してはならない。ハブは、このメッセージを作成すると、それはそのＢ型ポートの１つにだけそれを送信し、そのＡ型ポートを決して通ってはならない。ハブがこのメッセージをそのＡポートから受信すると、それはそれに接続されているすべてのポートに渡さなければならない。

増幅器システム、ハブおよびデージーチェーン一斉送信メッセージは、増幅器だけがこのアドレスを肯定応答する必要があるのを除き、その一般的な相対物（つまり、システム一斉送信）と同じ様式で処理されなければならない。これは、事前に定義された信号プロセッサアドレス、および後に定義されてよいその他のデバイスのアドレスに当てはまる。

起動アドレスおよびベースアドレスは、前述されたように使用されなければならない。

関数アドレス

私達は、関数をエフェクトまたは割当て可能な制御装置のどちらかとして定義する。したがって、すべてのエフェクトおよび割当て可能な制御装置は、製造メーカによって割当てられた１６ビットアドレスを有さなければならない。デバイスは、これらのアドレスを照会するだろう。以下のアドレスが予約される。

ＮＩＵアドレスは、このフィールドで必要とされるアドレスがないときに使用される必要がある。これは、メッセージが、その関数の内の１つではなく、デバイス自体に向けられるときに含む。

パラメータアドレス

パラメータは、任意のエフェクトパラメータとして現在定義されている。エフェクトパラメータによって、私達は、コーラス深度、遅延時間等の事柄を指している。この定義は、必要に応じて拡大してよい。つまり、製造は、一意の１６ビットアドレスを、別のデバイスによって制御されてよいすべてのパラメータに割り当てる。

以下のアドレスが予約されている。

関数アドレスフィールドでのように、ＮＩＵアドレスは、このフィールドで必要とされるアドレスがないときに使用されなければならない。

メッセージフィールドおよびデータフィールド

ＧＭＩＣＳ制御は、１６ビットメッセージフィールドを提供する。これらのメッセージは、ＧＭＩＣＳ組織によって定義される。３２ビットデータフィールドも提供される。

以下が予約されているメッセージである。

エフェクトパラメータ

エフェクトパラメータは、その実際の値に関してメッセージを必要としない。エフェクトパラメータ値は、適切なアドレスおよび正しいデータ値を供給することによって通信される。

エフェクトパラメータに関するすべてのデータ値は、０と１の間の３２ビット浮動小数点数でなければならない。必要に応じて値を適切に解釈することは、個々の信号処理装置の責任だろう。

メッセージは、信号処理装置が現在のパラメータ値を表す文字列を戻すために提供される。要求メッセージも、この情報を得ることを求めるデバイスのために提供される。

パラメータ値の文字列フォーマットは、フレームあたり２文字という１６ビットのＵｎｉｃｏｄｅ（商標）でなければならない。

列挙メッセージ

データを必要とするすべての現在の列挙メッセージは、１６ビットの整数を使用する。該１６ビット整数データワードは、データに許容される３２ビット内で右揃えされる必要がある。

アドレスおよび名前待ち行列管理メッセージ

これらのメッセージは、デバイスがアドレスおよびフレンドリ名のデータベースを構築できるように提供される。

メッセージはアドレス要求だけに提供されるが、アドレスおよびフレンドリ名メッセージが使用されることが勧められる。

フレンドリ名は、１６ビットＵｎｉｃｏｄｅ（商標）で、フレームあたり２文字指定されなければならない。名前は一意でなければならない。これは、製造メーカの名称をなんらかの様式で組み込むことによって最もうまく達成される。名前は１６文字に限られなければならない。必要な場合は省略語を使用する。

チャネルメッセージ

チャネルオン／オフメッセージは、チャネルをオンおよびオフにするために使用できる単一のパケットメッセージである。このメッセージを使用するとき、３２ビットデータフィールドは、以下のようにフォーマットされる必要がある。

バイト０は、３２ビットデータフィールドの最下位ビットデータフィールドを表す。１という値は、チャネルオンを示し、０という値はチャネルオフを示す。

デバイス分類

ＧＭＩＣＳは、デバイスが、デバイスのクラスおよび機能性を特定する３２ビットワードを送信するのに対処する。

デバイスクラスワードは、以下の通りにフォーマットされる。

楽器／デバイス型フィールド

このフィールドは、楽器またはデバイスの定義専用である。デバイス／楽器定義は、以下に一覧表示される。

楽器／デバイス関数フィールド

エレキギター

アコースティックギター

ＧＭＩＣＳシステムの使用

ＧＭＩＳＣシステム内の楽器および関係する音声および制御ハードウェアの典型的な配列は、図１および図２に図示されている。

楽器およびマイクのそれぞれがデジタルである。増幅器、前置増幅器、およびサウンドボードは、前述されたＧＭＩＣＳデータリンクを使用して接続される。ステージは、制御盤２２まで通る単独ケーブル（おそらく光ファイバ）付きのハブ２８を有する。光ＧＭＩＣＳデータリンクは、３２ビット−１９２ｋＨｚデジタル忠実度の音の１００以上のチャネル、およびその一番上にビデオを可能とするだろう。

それぞれの楽器および増幅器は、サンプルＲＪ−４５ネットワークコネクタを介してステージ上でハブ２８の中に接続されるので、それらは現実には、音に部屋の専門的な完全な制御を与える汎用制御面（図３）付きのＰＣコンピュータであるサウンドボード２２によって即座に特定される。演奏中の音を監査するために、マイクは実際には部屋中の重大な領域に設置される。すべての楽器およびマイクの相対的なレベルは、バンドが必要とするすべてのエフェクトのように、ＲＷ ＣＤ ＲＯＭディスクに記憶される。これらのプリセットつまみは、それらがスタジオリハーサルで最適化されるまで働き、微調整補正は、あらゆる演奏中に記録される。

ギター演奏者は、ステレオ（各耳）モニタおよびでしゃばらないマイクの両方を含む自分のヘッドセット２７をつける。さらに、それぞれの耳当ては外側に向いているマイクを有し、精密な雑音抹殺およびその他の音の処理を可能にする。演奏者は単にこの個人的な道具を自分のギター１２に差し込むだけであり、他の演奏者はそのそれぞれの楽器で同じことを行う。モニタミックスは自動化され、盤のＣＤ−ＲＯＭ上のプリセットつまみごとに異なるチャネルから送られる。モニタサウンドレベルは、アーチストが選ぶものである（ギター演奏者は大きな音を出す）。

ギター演奏者は、ＧＭＩＣＳによってイネーブルされている小型のスタンド取り付け型ラップトップ１７（図２）を有する。これが、彼の楽器、声によって作り出されるエフェクト、および歌詞に関しても精密な視覚的なキューを可能にする。該ラップトップ１７は、相対的に標準的な制御装置であるペダルボード１５に、該ラップトップ１７上のコネクタまでのＵＳＢケーブル１６を介して接続する。別のＵＳＢケーブルは、実際には、それが音の大きな音楽を作るためのデバイスであるのと同じほど大した専門化されたデジタルプロセッサである増幅器１３まで通る。ギター１２がこの増幅器１３に差し込まれてから、増幅器１３はＧＭＩＣＳ ＲＪ−４５ケーブル１１を使用してハブ２８に差し込まれる。

ラップトップ１７は、プリセットを含むだけではなく、再生できるいくつかのサウンドファイルだけではなく、増幅器内のＤＳＰに送られるだろう独占的なサウンドエフェクトプログラムのいくつかも記憶する。万一ドラマーが姿を見せない場合、ラップトップを使用することができる。

ギター演奏者は、自分の楽器を一度かき鳴らす。ラップトップ１７は、楽器を正しい音程に合わせるためにチューナーを何回転する必要があるのかに関する命令とともに６つのすべてのストリング、加えてストリングが有する音色の程度（つまり、それらを交換する必要があるのか）を示す。ＤＳＰ増幅器は、たとえそれらが調子外れであっても、実行中のギターストリングを調子に調整できるか、あるいはそれはギターを異なるチューニングにすることができる。しかしながら、この演奏者は、「本物の」音を好むため、自動調律機能をオフにする。

これらの新しいギターの最良の部分は、以前の楽器の一部ではないネック面およびタッチ面を圧搾することによって達成される追加の微妙な差異である。それらが、ユーザにはるかに音楽的にそのように行う能力を与える。

サウンド技術者としてはすでに準備ができている。ルームアコースティックは「ボード／ＰＣ」内に存在する。バンドのＲＷ ＣＤ−ＲＯＭは、この情報を採取し、その全体的な装置セットアップを夜中調整するプログラムを含む。技術者は、依然としてつねにバンドでの問題である家の中の総合的な音圧に制限を加える必要があり、彼は潜在的な問題を監視するのを除き、彼は済んでいる（ｉｓ ｄｏｎｅ）。

音とルームアコースティックモデリングの複雑度は、従来の技術によるマニュアル音声コンソールを使用しても処理できなかっただろう。現在では、３次元の精密なパン（ｐａｎｎｉｎｇ）およびイメージングがある。過去において絶えず妥協点であった相およびエコーは、デジタル的に補正される。部屋は大聖堂、オペラハウス、または小さなクラブのようにさえ響くことができる。

終始電力を供給されるスピーカ１８の新しい機構も貴重である。各スピーカは、デジタルＧＭＩＣＳ入力および４８ＶＤＣ電力入力を有する。これらのすべてが電力ハブ１９およびボード２２のハブで終端する。大きな部屋の中では、部屋全体のハブがあり、ケーブルの必要性を最小限に抑える。それぞれの増幅器構成要素は容易に交換可能であり、各スピーカも容易に交換可能である。音楽家は増設された構成要素を有し、必要な場合にはセット間でそれらを切り替えて外すことができる。

ＧＭＩＣＳシステムはラックエフェクトの壁およびパッチベイ（ｐａｔｃｈ ｂａｙｓ）の必要性を不要にする。これらの従来の技術によるデバイスの機能性のすべてが、いま、ボードＰＣまたは接続されたＤＳＰコンピュータのどちらかのソフトウェアプラグ式のものに常駐する。大部分の音楽家はこれらのプラグ式のものを持ち運び、演奏環境に対する総合的なコントロールを好む。

バンドは自分達の演奏を記録することができる。すべての個々のトラックが、ボードＰＣシステムに記憶され、スタジオでの将来の編集のためにＤＶＤ−ＲＯＭにダウンロードされるだろう。

ＧＭＩＣＳシステムをセットアップするために、演奏者は自分達の道具をステージ上に置く。彼らは自分の楽器を増幅器、ラップトップ等に差し込む。その結果、これらはＧＭＩＣＳハブに差し込まれる。バンドプリセットつまみがロードされ、歌１にキューが出される。ハウスシステムは、調整サウンドトラックの３０秒のバーストを通過してから、バンドが導入される。

数年前のキーボードの仕事は、キーボードの作品がサウンドにより制御装置（キー）以上になったワークステーションアプローチに移行した。それはシーケンサであるｍｉｄｉを介して、他の電子ボックスを制御する能力を備えたデジタルコントロールセンタになり、ボックス内で音を作るための非常に精密な（編集）ツールを具備した。それは、基本的な量のリバーブおよび過去には外部であったその他のサウンドエフェクトを備えた。

ＧＭＩＣＳシステムでは、ギター増幅器はギター演奏者用のワークステーションとなる場合があり、過去には外部であった多くのエフェクトを達成する。実質的には、増幅器は、実際に演奏者の制御システムの一部となり、占めている（ｏｃｃｕｐｉｅｄ）演奏ではなく、彼の足である、演奏者が持つ唯一の付属物を介してコントロールを可能にする。さらに、彼がさらに精密なコントロールの変更を加え、実際に自分のシステムがどのように機能しているのかを確かめることができる小型スタンド取り付け型ラップトップは、演奏者によって適切なものになるだろう。ビュー画面は、歌詞および和音の変更もセットリストに表示できるようにする。

新しいＧＭＩＣＳシステムの中の増幅器は、その他の機能拡張の柔軟なリアルタイム制御、ならびにコンピュータおよび将来のスタジオ世界への統合を可能にするだろう。

増幅器は、その構成パーツに分離することができる。

前置増幅器１（つまみ、またはノブ）

前置増幅器２（音変更子）

電力ステージ（簡略な増幅）

スピーカ（音波エンベロープを作成する）

筐体（美的価値観および耐久性）

これは、ユーザが構成要素を見るときの多くの機能性である。ＧＭＩＣＳシステムは、新規の技術および楽器増幅器のまったく新しい見方を導入する。多くの設計者および企業は、すでに全体的な構成要素、およびその内で市場に出されたものを、妥当な成功をおさめた単一目的製品として特定している。しかしながら、制御装置として、キーボード（サウンドが付かないもの）が大きく市場に参入していないように、単一目的の構成要素も演奏者にとって満足の行くものではない。ＧＭＩＣＳワークステーションは、使いやすい形で構成要素のすべてを含む。

前述されたように、ＧＭＩＣＳリンクは、現在使用可能な構成要素、イーサネット（登録商標）規格（通信プロトコル）、一般的に使用されているＲＪ−４５コネクタ、およびインターネット型フォーマットを活用する新しい通信プロトコルを使用する。これが、システムが、追加処理および増幅のために、楽器から直接的に標準的なケーブル上でデジタル音楽サウンドの１０のチャネルを送ることができるようにする。新しいグレードアップされたＭＩＤＩ標準信号も、音楽記述言語とともに、このケーブル上を移動できる。この機構が、前述されたように、Ｄ／Ａ変換を含む、その同じケーブル上を楽器内の電力回路までのファントム楽器電力に対処する。

ＧＭＩＣＳ回路盤は非常に小型であり、注文製作の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）および表面実装技術を使用する。それは、標準ピックアップおよびクラシックギターのＣＰＡに接続し、特に、個別変換器をあらゆるストリングに提供する新しいヘクサフォニック（ｈｅｘａｐｈｏｎｉｃ）ピックアップに適している。

ＧＭＩＣＳによってイネーブルされる楽器

ＧＭＩＣＳによってイネーブルされる従来の楽器での唯一注目に値するハードウェアの相違点が、ＲＪ−４５メスコネクタおよび小型ステレオヘッドフォンアウトの追加だろう。言うまでもなく、この革新は、新しい現代的な楽器の設計で多数の新しい可能性を可能にする。以前の楽器は、一般的に使用されているモノフォニック音声コネクタを新しいＲＪ−４５コネクタおよび小さな改装された回路盤で置換するだけで、新しい機能性の大部分にアクセスすることができる。ヴィンテージ期の価値は保持することができる。

最初のアナログ出力は、つねに、音に対する影響なく使用でき、デジタル機能は絶対に使用される必要がない。ＧＭＩＣＳシステムは、デジタル信号と純然たるアナログ信号の両方へのアクセスを可能にするだろう。

出力に使用できる８つのデジタルチャネルを有するため、これらの内の６つが６弦楽器のそれぞれの弦によって使用されるだろう。２つのチャネルは、追加の経路選択のために楽器の中に直接入力するために使用できるだろう。典型的なセットアップでは、一方の入力が、演奏者のヘッドセットのマイクであり、他方の入力はメインボードから送られるモニタミックスである。それから、ヘッドフォンは、部屋の音に影響を及ぼさずに、音楽家の好みに調整されるステレオモニタとなるだろう。

実際のコネクタは、簡略で安価かつ高い信頼性のＲＪ−４５ロックコネクタおよびカテゴリ５標準８導体ケーブルとなるだろう。

新しい１６進ピックアップ／変換器は、処理される６つの独立した信号を送信するだろう。変換器は、ギターブリッジの上のストップバーサドル（ｓｔｏｐ ｂａｒ ｓａｄｄｌｅｓ）の上に位置する。代わりに、クラシックアナログ信号はＣＰＡの後に（ｐｏｓｔ）、クラシックオリジナル電磁ピックアップからのデジタル信号に変換することができる。すぐにデジタル信号（Ａ／Ｄ変換器）に変換され、ＧＭＩＣＳデータストリームに導入される２つのアナログ信号入力もある。

ＧＭＩＣＳ ＡＳＩＣおよびＧＭＩＣＳ技術は、単にギターだけではなく、実質的にあらゆる楽器に適用することができる。

前置増幅器１（つまみ、つまりノブ）

・制御面

増幅器の電流生成用のノブまたはつまみは、演奏環境および特に実質的にはあらゆるそれ以外の環境では使用できない。１１０ｄＢという周囲サウンドレベルが存在する場合に、コントロールノブを調整することは非常に難しい。ＧＭＩＣＳプロトコルとＵＳＢプロトコルの両方を活用すると、演奏／スタジオシステムのすべての構成要素で通信リンクが使用できる。構成要素は、音を劣化させなくてもどこにでも置くことができる。ＧＭＩＣＳ規格はＭＩＤＩフォーマットを使用するが、帯域幅の約１００倍の高速制御情報用チャネルを含む。このようにして、ＧＭＩＣＳシステムは、ＭＩＤＩを活用する現在の楽器（大部分のキーボードおよびサウンドシンセサイザ）と遡及して互換性がある。

ディスプレイおよびノブは別個の装置だろう。ＧＭＩＣＳシステムでは、これは、マスタラックに直接的に、またはＵＳＢコネクタを介してラップトップコンピュータに差し込まれるだろう物理的な制御面と呼ばれる。ラップトップ使用時、それは、多様な設定値、パラメータ等を示す視覚的な情報画面として機能するだろう。ラップトップに常駐するソフトウェアは、無限のパラメータ上での制御を可能にするミュージックエディタとなるだろう。

このラップトップはでしゃばらないだろうが、きわめて機能的で、設定値は、通常の視力のプレーヤーに１２フィートの距離から見えるこの画面に表示することができる。それにはＵＳＢ接続があるだろう。また、処理が行われるものとするマスタラックへのＵＳＢまたはＧＭＩＣＳ付きのペダル制御装置もあるだろう。ＧＭＩＣＳとＵＳＢの両方ともファントム電力を有するため、制御面とフットコントローラの両方ともそれらのコネクタを介して電力を供給させる。主要なデジタルミキサおよびミュージックエディタ用のソフトウェアドライバが、実質的に任意の環境で制御装置機能を複製できるようにするだろう。

フットコントローラは、１つの連続コントローラペダル、１つの２次元連続コントローラペダル、および前記のようにクラスタ化される１１フィートスイッチを有するだろう。

前置増幅器２（音変更子）

マスタラックユニット

マスタラックユニットは、デジタルＧＭＩＣＳ未処理信号を取り込み、分散（経路選択）のためにＧＭＩＣＳ処理済みデジタル信号を出力するコンピュータである。マスタラックは、５ラックユニットを可能にする筐体エンクロージャ内にあるだろう。グローバル増幅システムは、これらの内の２つを使用し、それ以外の３つはあらゆるラック取り付け型装置を追加できるようにするだろう。

マスタラックエンクロージャは、カバーおよび交換可能なコルデュラ（Ｃｏｒｄｕｒａ）（商標）ギグバッグ（ｇｉｇ ｂａｇ）カバリングで頑丈である。それはＵＰＳサイズ要件を満たし、きわめて軽量である。３つの空のラックは（ユニットに付属する）スライドイントレー上にあるが、エフェクトデバイスを容易に取り外し、置換し、別々に運ぶことができるようにするだろう。ラックトレーは、マザーボード装置と電気的に接触し、その結果、ステレオ入力、ステレオ出力、２つのフットスイッチ入力、およびデジタル入力と出力が、いったんエフェクトデバイスがドッキングされると接続が必要とならないように使用できる。

マスタラックエンクロージャは、演奏家／演奏者にきわめて有効となるだろう複数の従来にはない機能を有する。電力を３つの空のラックベイ、それに他のものに可能とするだろうそれぞれの側に４つのコンセントがある。コンセントは、コンセント間の距離と、これらのリンク不可能な電源に空間を可能にするという点で、壁のプラグ電源（壁ワート（ｗｏｒｔｓ））を可能にするだろう。電源はエンクロージャ内部で入れ子にされ（保護され、でしゃばらず）、再び絶対に処理されなくてもよいだろう。ループは、簡単な結び包装でこれらの電源を固定できるようにする。

すべてのラックユニットは、それらが載せられるスライド式プレートに取り付けられる。エフェクトデバイスは、このようにして、「ホットスワップ（ｈｏｔ ｓｗａｐ）」コンピュータ周辺装置と同様に引き出し、交換することができる。パッチベイ入力および出力のセットはバックプレーン上に取り付けられ、マスタラックの背面からの蝶着動作を介してアクセス可能である。パッチベイの他方の側は、必要とされていないときには凹所に隠され、でしゃばらないだろうエンクロージャの上部からアクセス可能である。一体型グローバル増幅システムへのすべてのＩ／Ｏは、柔軟であるが、半永久的なセットアップのためにベイの上にあるだろう。

グローバルアンプラックユニットは、保守および交換のために引き出すこともできる。ラックユニットの１つは、「ホットスワップ可能（ｈｏｔ ｓｗａｐｐａｂｌｅ）な」ハードディスク、［ホットスワップ可能な］ＣＤ−ＲＷ装置、およびデジタル処理および信号経路選択および制御回路を含む、ＧＭＩＣＳシステム用の制御コンピュータである。制御装置は、デジタルＧＭＩＣＳ信号および汎用処理部に結合されている２個のＵＳＢコネクタを取り込んだり、取り出す。プロセッサ部は、リアルタイムで集中的に複数のデジタル信号を処理し、すべてのＧＭＩＣＳ制御機能を処理する。

ラックユニットは、外付け記憶装置と通信するために、内部ＳＣＳＩインタフェースを使用する。これは、音の修正だけではなく、リアルタイム再生のために音楽信号を記録し、記憶する能力も可能にする。ユニットは、内蔵エコプレックス（Ｅｃｈｏｐｌｅｘ）（商標）に加え、安価なハード媒体からロードするために大きなプログラムを記憶する能力を有する。ＳＣＳＩプロトコルを使用すると、ハードディスク、ＺＩＰドライブ、ＣＤドライブ等の使用が、高価なＲＡＭの使用を最小限に抑えることができるようにする。

その他のラックユニットは、電源およびその他の「高圧」中継器等を含む。電源は、好ましくは世界中で使用できる切替え供給である。ラックベイ用のコンセントは、これらの影響のためにも世界中での使用に対処するために、インまたはアウトに切り替えることができる変圧器に接続される。

マスタラックは、ベースユニット／サブウーファーの上部で入れ子になり、マイク型ロック拡張棒を介してベースから伸張するだろう。このようにして、ユニットは、演奏家／演奏者によって、容易にアクセスされ、見られる高さまで上げることができる。

４８ＶＤＣ電力バスが提供されるだろう。これを、非ＡＣボックスに共通な電圧に逓降するモジュールが使用できるだろう（つまり、１２ＶＤＣ、９ＶＤＣ）。これは、接地ループおよび重い壁プラグ電源を排除するだろう。

３．電力ステージ（簡略な増幅）

信号の増幅での主要な作業は、特に、増幅が高いレベルにあるときに電源部を処理する。ＧＭＩＣＳシステムデバイスは従来の切替え電源を使用して、標準４８ＶＤＣを供給する。これは、多様な国々での証明書の発行に対処し、「増幅器」が世界中のどの国でも動作し、重量を軽減し、安全性を保証し、信頼性および有用性を強化できるようにする。

４．スピーカ（音変更子、サウンドエンベロープを作成する）

スピーカは、デジタルＧＭＩＣＳ信号と４８ＶＤＣ電力入力の両方を有する。オプションで、スピーカは、内臓電源を有することがあり、このようにしてＡＣを取り込むことができるだろう。

スピーカ筐体は、ＧＭＩＣＳリンクを介して情報をマスタラックに送り返す監視変換器を有することがあり、高度なフィードバック制御アルゴリズムを可能にする。このようにして、ＤＳＰ増幅器による実行中のデジタル調整により、不良スピーカさえもフラットに響いたり、個人の好みに合うように外形をつけることができる。

さらに、個々のスピーカが単一筐体内のギターストリングごとに使用されるマルチスピーカアレイを使用し、さらにゆったりとした音を出すことができる。

５．筐体（美的価値観および耐久性）

スピーカ筐体を「パケット化する」ことによって、それらを小型でスケーラブルにすることができる。言い替えると、それらは？、高められたサウンドレベルを得るために、あるいはさらによくするために積み重ねるか、ステージの上、スタジオの中、あるいはパフォーマンスアリーナ全体で分散することができる。高度なパンおよびスパシャリゼーション（ｓｐａｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ）エフェクトが生演奏でも使用できる。スピーカはＵＰＳ船積み可能であり、飛行機にも耐えうる。

汎用制御面

ＧＭＩＣＳシステムで使用可能な汎用制御面の１つの実施態様が、図３に図示される。

２４スライダ型制御

各スライダは、スライダの左側にＶＵメータとしての役割を果たす（あるいはその他のパラメータを反射する）ＬＥＤを有する。隣接するＬＥＤ付きの単一スイッチは、スライダの底部にある。４つの回転式つまみが、それぞれのスライダの上にある。好ましくは、完全記録ジョグシャトル、記録型ボタンおよび「移動（ｇｏ ｔｏ）」ボタンが含まれる。

特定の使用のための制御面に適用できる標準制御位置テンプレートを印刷するか、出版することができる。

図３に図示されている制御面は、真のミキシングコンソールを表していない。コンソールは、ノブ等の位置の単にデジタル表記に縮小されてから、ミキシング、編集等の本物の作業が行われるコンピュータにＵＳＢ、ＭＩＤＩまたはＧＭＩＣＳを介して送信される。制御面はＵＳＢを介して遠隔ＰＣに接続できる。

このようにして、デジタル領域における楽器および関係する音声構成要素の汎用相互接続、通信および制御に対処する、システムおよび方法が記述された。

このようにして、新しいおよび有用な汎用音声通信制御システムおよび方法の本発明の特定の実施態様が記述されてきたが、このような参照が、後続の請求項に述べられるのを除き、本発明の範囲に対する制限と解釈されることは意図されていない。

楽器デバイスを多様な制御装置と相互接続する典型的な装置を示す本発明のシステムのブロック図である。 ステージ上の演奏音声環境でのデバイスの物理的な実現および相互接続を示す、本発明のシステムのある実施態様の概略図である。 本発明のシステムで使用できる音楽編集制御装置の前面透視図である。 １つのデバイスインタフェースモジュールがシステムタイミングマスタとして構成され、第２のデバイスインタフェースモジュールがスレーブとして構成される、ＧＭＩＣＳシステムで接続される楽器または制御装置で使用される２つのデバイスインタフェースモジュールを示すブロック図である。 一方のデバイスによって伝送されるデータが他方のデバイスによって受信されるように、ＧＭＩＣＳシステム内のリンクされたデバイス間でのクロスオーバ接続の概略図である。 ＧＭＩＣＳシステム内のギター、エフェクトボックス、および増幅器デバイスの典型的な接続を示すブロック図である。 簡略なＧＭＩＣＳシステム内での優勢なデータフローの方向を示すブロック図である。 記録装置を含むＧＭＩＣＳシステム内の優勢なデータフローの方向を示すブロック図である。 典型的なＧＭＩＣＳデータパケットフォーマットの高水準図である。 ＧＭＩＣＳシステム内でリンクされたデバイス間の制御メッセージフローシナリオを図解するブロック図である。 ＧＭＩＣＳシステム内でリンクされたデバイス間の制御メッセージフローシナリオを図解するブロック図である。

Claims (16)

1. 楽器と、音声増幅器と、第１データリンクとを備え、
   
   前記楽器は、該楽器によって生成される音声信号をデジタル音声データに変換し、該楽器と関連した制御データを生成するように動作する第１デバイスインタフェースモジュールを含み、
   
   前記音声増幅器は、デジタル音声データおよび制御データを受信するように動作する第２デバイスインタフェースモジュールを含み、
   
   前記第１データリンクは、第１デバイスインタフェースモジュールと第２デバイスインタフェースモジュールを動作できるように接続し、デジタル音声データおよび制御データの双方向通信を行なうようになっている、音楽演奏システム。
   
2. さらに、音声スピーカを備え、該音声スピーカは、第２データリンクによって音声増幅器に動作できるように接続される第３デバイスインタフェースモジュールを含む、請求項１に記載されるシステム。
   
3. さらに、システム制御デバイスを備え、該システム制御デバイスは、第３データリンクによってシステムに動作できるように接続される第４デバイスインタフェースモジュールを含み、音声増幅器との通信のための制御データを生成するように動作可能となっている、請求項２に記載されるシステム。
   
4. 前記第１データリンクおよび第２データリンクは、それぞれ単一データケーブルを備える、請求項２に記載されるシステム。
   
5. 前記音声スピーカは、音声電力増幅器を含み、前記システムは、さらに、第２データリンクによって音声スピーカに電気的に接続されるデバイス電源を備える、請求項４に記載されるシステム。
   
6. さらにネットワークハブを備え、前記音声デジタルデータおよび制御データがシステムに接続されるそれぞれのデバイスインタフェースモジュールによってアクセス可能となるように、データリンクがハブに電気的に接続される、請求項３に記載されるシステム。
   
7. 前記楽器はギターである、請求項３に記載されるシステム。
   
8. アナログ音声データを生成するための音声変換器と、
   
   アナログ音声データをデジタル音声データに変換し、デジタル音声データおよびシステム制御データを楽器出力部で提供するように動作できるデバイスインタフェースモジュールとを有し、
   
   前記楽器出力部は、システムデータリンクに接続するようになっている楽器コネクタを含み、これによってデバイスインタフェースモジュールおよびデータリンクがデータリンクによってデジタル音声データおよびシステム制御データの双方向通信を協働して行なうことができるようになっている、楽器。
   
9. 前記制御データは楽器識別子データを含む、請求項８に記載される楽器。
   
10. 前記楽器識別子データは、楽器のユーザによって選択可能な楽器名を含む、請求項９に記載される楽器。
    
11. 前記楽器識別子データは、楽器の機能上の特徴を記述するデータを含む、請求項１０に記載される楽器。
    
12. 前記楽器コネクタは単一ケーブルコネクタを備える、請求項８に記載される楽器。
    
13. 前記ケーブルコネクタはネットワークケーブルコネクタを備える、請求項１２に記載される楽器。
    
14. 前記ネットワークケーブルはＲＪ−４５ジャックである、請求項１３に記載される楽器。
    
15. さらに、外部接続からケーブルコネクタへの楽器電力を受け取るための電源手段を備える、請求項１２に記載される楽器。
    
16. 前記楽器はギターであり、前記音声変換器はギターピックアップである、請求項８に記載される楽器。
    

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