以Mif4为硬件基础的TimeCode的研究
tags： timecoder ltc midi mtc windows
2015-12-08 BQuill
什么是TimeCode
1. 参考文章
MIDI timecode from WIKIPEDIA
MIDI Time Code(MTC)
SMPTE timecode
2. 工作原理
Time code 最早是为了解决行业内音视频同步问题而发明的编码，目前也被广泛应用于录音，影视行业，用来解决数据同步问题。LTC （Longitudinal Time Code）也称之为纵向时间码或线性时间码（Linear Time Code）。SMPTE time code 是LTC的一种编码方式。而MTC是SMPTE同步码在MIDI的表现方式。
什么是Mif4
0. 我们的需求：
- 需要一种办法来实现，解决我们设备的数据帧和其他广播电视设备数据的同步问题。
- 需要知道所有数据输出设备的输出帧率。
- 一个起始信号能够让所有设备都明知：开始输出第一个数据帧的时间。
- 一个结束信号能够让所有设备都明知：最后一帧数据帧的时间。
所有设备每一个数据帧都有一个统一时间的时间戳。
1. Mif4 工作方式
- Mif4是一款 timecode同步设备
- Mif4可以产生/转换/同步 LTC(SMPTC)和MTC信号
- Mif4可以通过USB线缆与PC相联，被OS识别为MIDI设备，通过PC发送控制信号，并接收MTC时间戳。**
Mif4，对于我们的主要用途是:编写软件，利用PC控制Mif4的MTC的发送和停止，并接收Mif4的返回的时间戳信息（MTC 时间戳)作为离线数据时间参考
2. 如何使用与测试Mif4
请参照Mif4 Manual。
Mif4通过USB线缆连接PC之后，默认工作在（Display:TC；Source:Gen）模式，也是我们使用的模式。
开启MMC软件，在右上侧的下拉菜单中选择mif4，作为midi设备。下面选择帧速率，点击 三角形Play按钮，Mif4即开始time code输出，显示屏上也会显示相应的时间码。
3. 如何利用Mif4，让我们的设备和其他设备同步
Mif4可通过USB线缆与PC相联，在PC上显示为MIDI in/out设备。 经测试，PC上可以发送数据帧控制mif4，来开启/停止/设置time code。
4. 调试准备
-
安装驱动，在设备管理器中如下图所示，
可以看到
mif4_deviceDisplay.png-14.3kB
-
安装LOOPMIDI，如下图所示：
midi_loop.png-67.1kB
这是一款virtual midi软件，可以虚拟出midi接口，用来调试数据。
下面图中的VirtualPort和LoopMIDIPort是在loopMIDI中添加的。 -
安装运行MidiOX
这是一款 midi monitor软件，可以监测数据。
视窗如下图所示：
ox1.png-326.7kB
监测数据之前，需要选择Midi设备
ox2.png-324.6kB
ox3.png-308.3kB
- 安装MMC utility,这是mif4的公司（rosendahl）出针对Mif4的控制软件。如图所示：
mmc.png-78.3kB
5. 数据帧调试
- MMC控制Mif4的控制数据：MMC中选择一个虚拟Midi口，点击MMC软件中的各个按钮，监测出MMC发送的设置和控制数据，作为我们软件中发送出的控制数据：
-
时间设置帧： F0 7F 7F 06 44 06 01 21 00 00 00 00 F7
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暂停设置帧： F0 7F 7F 06 01 F7
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启动设置帧： F0 7F 7F 06 03 F7
- 监测Mif回复的数据帧
修改MMC中的MIDI设备为Mif4.
在MIDIOX中得到mif4回复的时间戳数据。
timeStamp.png-31.5kB
具体如何使用，待商榷。
6. 软件调试
- C++
rtmidi
注意： windows下，在宏定义中添加#pragma comment(lib,"winmm.lib")或者在linker里添加winmm.lib
例子中有收发的的demo。
To-do：
- 用程序实现发送控制信息给mif4（1：发送设置信息.2：发送启动控制信息.3:发送停止控制信息）
- 实现接收mif4返回的时间戳
- python
rtmidi-python
需要安装CPython
To-Do-List
- [x] 测试Mif4在windows平台下工作方式
- [x] 利用virtual Midi收发Mif4 Midi 信息
- [x] 分析MTC发送格式
- [x] 利用程序收发Mtc信息
- [x] 收发功能
- [ ] 多线程/回调/阻塞
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