S-MU2000

Yamaha MU2000 のソフトウェア音源。DAW に挿して使えることを目指す。

現在の状態: VST3・CLAP（Windows）と VST3・Audio Unit（macOS）として DAW に挿して鳴る。実機のフロントパネル風の画面と、PC で触るエディタが付いた。

作りかけを晒しながら進めている。X では #S_MU2000。

ヤマハとは無関係の非公式なプロジェクト。Yamaha・MU2000・XG はヤマハ株式会社の商標。

このリポジトリが公開しているのは、エミュレータと吸い出し道具のソースコードだけ。 ヤマハの ROM・波形データ・ファームウェアは、このリポジトリにも配布物にも入っていないし、 今後も入れない。動かすのに要る ROM は、利用者が自分の持っている MU2000 から各自で取り出す。

ソースコードを公開することと、実機から取り出したデータを公開・共有することは別の話で、 このプロジェクトは後者をしない。使う人にも次をお願いする。

• 吸い出した波形 ROM・プログラム ROM のイメージを、GitHub その他どこにも再配布しない
• 実機由来の ROM イメージを、Issue・Pull Request・Discussion・Release・添付ファイルなどに 載せない。不具合の報告は、ハッシュ値・ログ・MIDI ファイル・録音で足りる
• 吸い出しの途中で作ったカスタムファームウェア、改変したファームウェアイメージ、 カスタムの .ydl（ダンパなど）も配らない。どれも純正ファームウェアを含んでいる
• ヤマハの更新プログラム（mu2r1_uw.zip）は、ヤマハの配布ページから各自で入手する

これらの実機由来のデータは、S-MU2000 のソースコードとは扱いが別で、 下の「由来とライセンス」の対象でもない。

Notice (English). This repository contains source code only. It does not include or distribute any Yamaha ROM, wave data or firmware, and never will. To run it, you extract the ROMs from your own MU2000. Publishing this source code and sharing data taken from the hardware are separate matters; this project does only the former. Please do not upload ROM images, wave dumps, custom or modified firmware images, or custom .ydl files anywhere, including Issues, Pull Requests, Discussions, Releases and attachments. Hashes, logs, MIDI files and recordings are enough for bug reports.

実機の firmware をそのまま走らせ、MIDI を受けて発音する。音は実機を S/PDIF で 録ったものと直接比べて詰めている（いずれも 1/3 オクターブの帯ごとの差）。

• XG の GM 128 音色と、そのほかの XG 音色 1225 種（C2・C4・C6）。C4 では 1225 種のうち 1109 種が差 1.5dB 未満。残る 116 種のうち 60 種は、実機で録り直しただけでも同じくらい揺れる
• パフォーマンスモードの 100 パフォーマンス。帯の差の平均 0.61dB（実機どうしの再現性は 0.22dB）
• システムのリバーブ・コーラスの全種類、バリエーションを送りで使う形、コントローラ、 ドラムの楽器ごとの NRPN、マルチ EQ、128 声を超えたときの奪い合い

合わないものと、調べた経過は doc/todo.md に残してある。

音源の JIT（SH2 と MEG の命令を機械語に訳す）が入り、16 パートが鳴りっぱなしの 試験曲でも CPU の使用率は実時間のおよそ 22%（Ryzen 7 9700X、1 ブロックの平均）。 LCD は firmware が書いたものがそのまま出て、ボタンもダイヤルも触れる。

MU2000 の中身（SH7043 CPU + SWP30 音源チップ ×2）をソフトウェアで動かし、 実機の firmware をそのまま走らせる。エミュレータなので、音色も挙動も実機由来になる。

MAME でも MU2000 は鳴る。だが MAME は自分で時計を持って実時間に追いつこうとする つくりで、DAW や外部シーケンサと同期させると遅れが溜まって破綻する（実測で 処理能力に 177% の余力がありながら平均速度が 98% 台から上がらない）。 ソフトシンセはホストのオーディオコールバックに駆動されるので、この問題が原理的に起きない。

くわしくは doc/design.md。残っているものは doc/todo.md に、直す順で並べてある。

ROM は同梱しない。 利用者が自分の MU2000 から吸い出す必要がある。 吸い出したものの扱いは、上の「実機由来のデータは、配らない・載せない」のとおり。

吸い出しの手順と道具は doc/dump/ に入っている。

rom ディレクトリには次を置く。

• プログラム ROM は吸い出さなくていい。ヤマハが公開している更新プログラム （mu2r1_uw.zip）から復元できる。中身は Flash 書き込みの SysEx をそのまま 収めた MIDI ファイルで、組み直すと MAME 登録の SHA1 に一致する
• 波形 ROM は USB ケーブル 1 本で約 36 分。分解も MIDI インターフェースも 要らない。自作のダンパを本体ファーム領域だけに書き込み、SWP30 の wave direct access で読んだものを USB へ流す。ダウンローダには触らないので 純正アップデータでいつでも戻せる（が、ファーム書き換えなので自己責任で）

MIDI 経由の予備の経路もあり、両方で吸ったものが 1 バイト残らず一致することを 確かめてある。

はじめて使うなら doc/manual.md（用意するもの → 作る → 鳴らす → 画面 → DAW の通しの手引き。English: doc/manual.en.md）。

make

build/gui.exe    <rom ディレクトリ> [--midi 番号] [--midi-b/-c/-d 番号]  実機パネル風の画面で鳴らす
                 [--host-midi]                      USB ではなく DIN の口（A・B だけ）で受ける
                 [--play 曲.mid]                    MIDI ファイルを流す
                 [--exclusive] [--audio 名前] [--latency ms]  音の出口（下の「待ち時間」）
                 [--editor] [--list-window]         PC で触る窓を開いて起動
                 [--factory] [--nomidi] [--fast-midi]
build/gui.exe    <rom ディレクトリ> --lcd              LCD だけの画面で鳴らす
build/gui.exe    --list                              MIDI の入口と出口・音の出口の一覧
build/live.exe   <rom ディレクトリ> [--midi 番号] [--fast-midi]  画面なしで MIDI 入力を受けて鳴らす
build/live.exe   --list                              MIDI 入力の一覧
build/render.exe <rom ディレクトリ> <MIDI> <出力 wav> [秒数]  ファイルを WAV に
                 [--reset gm|gs|xg]                 リセットを明示して先頭に入れる
                 [--usb]                            USB の口で起動し、曲の口 1-4 を A-D へ渡す
                 [--fast-midi]                      firmware が読める速さで MIDI を渡す
                 [--card 絵.img] [--adc-in 入力.wav]  SmartMedia を差す／A/D INPUT に流す
build/panel.exe  <rom ディレクトリ> [--keys "play,edit"] [--list]  パネルを文字だけで動かす
build/boot.exe   <rom ディレクトリ> [サイクル数]       起動の確認
build/statetest.exe <rom ディレクトリ> [MIDI]          状態の保存と復元が正しいかを確かめる
build/blocktime.exe <rom> <MIDI> <フレーム数> [秒] [回数]  1 ブロックの所要時間を測る
build/midisend.exe <MIDI ファイル> [--port 番号]      MIDI 出力へ実時間で流す
build/rec.exe    --list                              音声入力の一覧
build/rec.exe    <番号> <wav> <秒> [--send <番号> <MIDI>]  実機の音を録る

Domino など外のシーケンサから鳴らす手順は doc/domino.md。要るのは仮想 MIDI ケーブル（loopMIDI） ひとつだけ。gui.exe は入口と出口を動かしたまま画面から選べるので、 パネルの MIDI IN A のジャックを押すか、窓のどこかを右クリックする。

入口は A〜D の 4 口（パート 1-16・17-32・33-48・49-64）。実機の HOST SELECT を USB にしたときと同じ形で起動するので、実機では USB でしか使えない C・D も使える。 --host-midi を付けると DIN の口（A・B の 32 パート）で起動する。THRU の出口も口ごとに選べる。 1 本の入口からでも、ケーブルメッセージ F5 nn（nn = 1〜4）を送れば以後のメッセージが口 A〜D へ行く （MU128 などの TO HOST と同じ流儀。実機の MU2000 は USB で送った F5 を無視する。doc/dump/usb.md）。 選んだものは %LOCALAPPDATA%\S-MU2000\gui.ini に覚えておく。パネルの VOLUME の つまみの位置もここ（実機でもアナログのつまみで、firmware の RAM には入らない）。

パネルのほかに、マウスとキーボードで触る窓がある（一覧・エディタ・インサーションの設定・ パートの音色。F2・F3 か右クリック。doc/pc-editor.md）。 SmartMedia の差し込み口と、サンプリング用の A/D INPUT も使える（doc/gui.md）。 MIDI ファイルは窓に落とすか --play で流せる。

MU2000 の設定は電源を入れ直しても残る。 実機の電池で保持される RAM と同じ ものを、gui と live が終わるときに %LOCALAPPDATA%\S-MU2000\nvram\ へ残し、 次の起動で使う。ユーティリティの設定も、XG のマスタボリュームのような 値も残る（実機の firmware がそう作ってある）。プラグイン（VST3・CLAP・AU）はここを読むだけで、 挿したときは gui / live で作った設定から始まる（プラグインの中で変えたものは DAW の プロジェクトに残る）。工場出荷状態に戻すには --factory を付けて起動するか、 gui の窓を右クリックして「工場出荷状態に戻す」。ファイルを消しても同じ。

画面の中身は doc/gui.md。3 面ある。 パネルの絵は作り直さずに直せる。位置も色も panel.txt という文字 ファイルに追い出してある（doc/panel-editing.md）。

• パネル … 実機のフロントパネル（LCD・ボタン 35 個・大きなダイヤル）
• エディタ … SOL2 風。パート別のフィルタ・EG・エフェクト送り・音色
• エフェクト … リバーブ／コーラス／バリエーションと、インサーション 2 系統 （番地は実測で確かめてある。doc/effects.md）

プラグインの画面も同じもの。

live は音声デバイスが要求した分だけ音源を進める。自分で時計を持たないので、 外部と同期させてもずれない（MAME が破綻したのはここ）。

出力はデバイスが言ってくる形式のまま開く。 48000Hz を言ってくる機械では 44100 からの変換を自前の sinc でやる（Windows の変換器を通さない）。

作り方と ROM の置き場は doc/vst3.md。DAW ごとに分かったことは doc/reason.md（Reason）・doc/sonar.md（Cakewalk Sonar）。

VST3。置き場は %LOCALAPPDATA%\Programs\Common\VST3（利用者ごと）か C:\Program Files\Common Files\VST3（全員）。ROM は同梱できないので、 バンドルの Contents/Resources/roms.txt に置き場所を 1 行書く。 入力は実機の MIDI IN A〜D と同じ 4 本（64 パート）。Cubase のように MIDI の プログラムチェンジを IUnitInfo の音色の一覧で扱うホストでも、パートごとに音色が替わる。

音色やエフェクトの設定はプロジェクトに残り、パートの音量・フィルタ・EG・EQ やマスター EQ などは 名前付きのパラメータとしてオートメーションで動かせる（VST3・CLAP。画面で触った値もホストへ伝わる）。 doc/automation.md。

make vst3             build/S-MU2000.vst3/ にバンドルができる
make install-vst3     VST3 の置き場へ複製する
make probe            DAW 無しで読み込みと発音を確かめる
build/vst3probe.exe <バンドルの中の DLL> --torture
                      ホストの無茶な呼び方を一通り試す（DLL は Contents/x86_64-win/S-MU2000.vst3）

CLAP（Windows で確かめた。macOS 用の make clap も書いてあるが、まだ macOS のホストで試していない）。 中身は VST3 版と同じで、MIDI はバイト列のまま受け取る。ノートの入力も A〜D の 4 本。 置き場は C:\Program Files\Common Files\CLAP（全員）か %LOCALAPPDATA%\Programs\Common\CLAP（利用者ごと）。ROM の置き場は S-MU2000.clap のすぐ横の roms.txt か、%LOCALAPPDATA%\S-MU2000\roms.txt に 1 行書く。

make clap             build/S-MU2000.clap ができる
make install-clap     CLAP の置き場へ複製する
build/clapprobe.exe build/S-MU2000.clap <MIDI> <出力 wav>
                      DAW 無しで鳴らす（ROM の場所は環境変数 S_MU2000_ROMS でも渡せる）

プラグインも既定で USB の口（A〜D）で起動する。DIN の口（A・B）に戻すときは、 %LOCALAPPDATA%\S-MU2000\plugin.ini に usb=0 と書く。

macOS（Apple silicon）では VST3 と Audio Unit（AUv2、aumu）が作れる。 make で道具と両方のバンドルができる。くわしくは doc/porting-macos.md。

実測で 117ms → 16ms まで詰めた（MIDI を受けてから音が出るまで。実機と 並べて波形で測った値）。生演奏に使える。

共有モードの 50ms は、広めの部屋で手を叩いたときの反射音くらいの遅れ。実機と 同時に鳴らして比べない限り、共有モードのままでも演奏に使える。

要るのは次の 3 つ。

1. --exclusive（デバイスを独り占め）

Windows の混ぜ合わせを通らない。同じ機械で並べるとこれだけ違う。

下の表は、こちらから見て「書いたのにまだ鳴っていない量」。耳に届くまでの 実測（上の表）には、ここにインターフェースと空気のぶんが足される。

代わりに、鳴らしている間は他のアプリが音を出せない。

共有モードの 38ms から先は縮まない。 うち 10ms はこちらの溜め（周期 1 つ より短くはできない）で、残り約 28ms は Windows の混ぜ合わせとドライバが 抱えている分。IAudioClient3 の低遅延の口（この機械では 441 フレーム固定で 既定と同じ）も、--raw（エンジンの信号処理を飛ばす）も効かなかった。

共有モードで詰めるなら --latency 10。溜めを厚くしても安全にはならない （締め切りは周期が決めるので、20ms でも 10ms でも余裕は同じ 10ms）。 違うのは「合図を丸ごと 1 回取り逃したときに耐えられるか」だけ。

2. 音の出口を指定する（--audio）

Windows の「既定の再生デバイス」は勝手に変わる（実際、設定を触ったら別の口に 移った）。--list で名前を見て、--audio "Analog (3+4)" のように名前の 一部で指定する。番号ではなく名前で覚えるのは MIDI の口と同じ理由。 画面から起動したときは gui.ini に覚えるので、一度指定すれば次からは要らない。

3. インターフェース側の設定

ここは S-MU2000 からは触れない。RME なら Fireface USB Settings で:

• Buffer Size … 1024 サンプルだと 21ms。256 まで下げる
• Sample Rate を 44100 に … MU2000 は 44100 でしか動かない。カードも 44100 にすると、こちらの変換が丸ごと消える（変換 無し（44100 のまま） と出る）。実機と S/PDIF で比べるなら、そもそも合っていないと比較にならない

溜める目標の長さ。独り占めではデバイスの単位（2 の冪のフレーム数）に 丸める。業務用の機械は 128/256/512/1024 で動いていて、割り切れない長さを 渡すと切り刻まれたような音になる（480 フレームを渡して実際にそうなった）。

余裕は音源の 1 ブロックの最悪値より長くないと音が切れる。報告の「間に合わなかった」が 増えるなら --latency を伸ばす。1 ブロックの所要時間は build/blocktime.exe で測れる。

この節の待ち時間と表の数字は、JIT を入れる前（2026-09-13）に測った値で、まだ測り直していない。 音源の 1 ブロックはその後速くなり、16 パート同時の試験曲 dense を 512 フレームずつ回すと 平均 2.5ms・最悪 7.2ms（2026-09-17、Ryzen 7 9700X）。

Windows は MSYS2 / MinGW-w64 の g++、macOS は Apple の clang++、Linux は g++ を想定している。C++20 が要る。 make test で回帰試験が回る（doc/testing.md）。ROM が無い 機械でも、ROM の要らない分だけは走る。

Linux の画面とプラグインについて（PR #33） Linux の gui・VST3・CLAP は spessasus さんの寄稿で、作者は Linux を使っておらず、 動作を確かめることも、面倒を見ることも、責任を取ることもできない。使うのは自己責任で。 不具合の報告や直しは、Linux を使っている人からの issue・PR を歓迎する。

Linux GUI and plug-ins (PR #33). These were contributed by spessasus. The maintainer does not use Linux and cannot test, support, or take responsibility for them. Use them at your own risk. Reports and fixes from Linux users are welcome.

Debian/Ubuntu では次を、Arch ではその下のを入れる。

sudo apt install build-essential libasound2-dev libcairo2-dev libfontconfig-dev libsdl3-dev
sudo pacman -Sy base-devel alsa-lib cairo fontconfig sdl3

make で build-linux/ に道具一式と gui、VST3・CLAP ができる。ROM は roms/ に置く（中身は「ROM について」と同じ）。

build-linux/gui roms                       実機パネル風の画面で鳴らす（表示は英語。F2・F3 で PC の窓）
build-linux/gui roms --boot --shot out.png 画面の絵だけ書き出す
make vst3 / make clap                      DAW に挿す形（画面は汎用のもの）
make probe                                 DAW 無しで読み込みと発音を確かめる
make test                                  回帰試験（ROM と numpy が要る。Debian は python3-numpy、Arch は python-numpy）

VST3・CLAP の ROM は S_MU2000_ROMS 環境変数か、バンドルの横の roms.txt （~/.vst3・~/.clap へ入れたものは ~/.local/share/S-MU2000/roms.txt） で場所を教える。待ち時間・MIDI の選び方など使い方は Windows 版と同じ。 くわしくは doc/linux.md（道具と live）と doc/porting-linux-gui.md（画面）。 Windows の exe は MSYS2 の DLL に依存しないように静的リンクしてある （動的リンクのままだと、素の PowerShell から起動しても何も言わずに終わる）。

SH2 と MEG の JIT は x86-64 と arm64 の両方にある。midisend と rec（実機と比べるための道具）は Windows だけ。macOS のビルドは doc/porting-macos.md。

中核となるチップの実装は MAME から取り込んでいる。MAME 全体は GPL だが、 必要な個々のデバイス実装はすべて BSD-3-Clause で、流用が認められている。

src/mame/cpu/sh* は Olivier Galibert と David Haywood、パネルの絵 （art/mame/）は hap と Felipe Sanches（CC0-1.0）。取り込んだ側の改変には S-MU2000: の印を付けてある。

取り込み元は MAME 0.289 相当（master 2026-09-06、コミット 1fb001f9）。 MAME 本体はリンクしない（GPL のため）。VST3 は口の定義（MIT）だけを使い、 GPLv3 と Steinberg 独自ライセンスの二択になる SDK 本体は使っていない。

配るときに添えるものは NOTICE.txt にまとめてある。

VST3 のインターフェース定義（third_party/vst3/pluginterfaces）は Steinberg の ものだが MIT で配られている。GPLv3 の public.sdk は使っていないので、 プラグインの土台は全部このリポジトリの中にある。 くわしくは third_party/vst3/README.md。

CLAP のヘッダ（third_party/clap、Alexandre BIQUE、MIT）も手を加えずに取り込んだ。 くわしくは third_party/clap/README.md。

gui.exe の PC エディタの窓は Dear ImGui（third_party/imgui、Omar Cornut、MIT）で 描いている。手を加えずに取り込んだ。

このリポジトリ独自のコードは BSD-3-Clause とする。

MU2000 を鳴らす過程で MAME の SWP30 に見つけたバグは、実機の測定値をもとに直して MAME へ送っている。見つけたもの全部と、送ったかどうかは doc/upstream.md に溜めてある。

取り込まれたもの（2026-09-17 時点）:

審査中: #16144（声の音量の積の切り捨て）・ #16150（DPCM の端数）・ #16151（歪み系エフェクトで見つけた MEG の演算器の端の場合）・ #16154（切ったリバーブ RAM の区画の読み書き）。