The MPU-401, where MPU stands for MIDI Processing Unit, is an important but now obsolete interface for connecting MIDI-equipped electronic music hardware to personal computers. It was designed by Roland Corporation, which also co-authored the MIDI standard.

Design 
Released around 1984, the original MPU-401 was an external breakout box providing MIDI IN/MIDI OUT/MIDI THRU/TAPE IN/TAPE OUT/MIDI SYNC connectors, for use with a separately-sold interface card/cartridge ("MPU-401 interface kit") inserted into a computer system. For this setup, the following "interface kits" were made:
 MIF-APL: For the Apple II.
 MIF-C64: For the Commodore 64.
 MIF-FM7: For the Fujitsu FM-7.
 MIF-IPC: For the IBM PC/IBM XT. It turned out not to work reliably with 286 and faster processors. Early versions of the actual PCB had IF-MIDI/IBM as a silk screen.
 MIF-IPC-A: For the IBM AT, works with PC and XT as well.
 Xanadu MUSICOM IFM-PC: For the IBM PC / IBM XT / IBM AT. This was a third party MIDI card, incorporating the MIF-IPC(-A) and additional functionality that was coupled with the OEM Roland MPU-401 BOB. It also had a mini audio jack on the PCB.
 MIF-MSX: For the MSX.
 MIF-PC8: For the NEC PC-88.
 MIF-PC98: For the NEC PC-98.
 MIF-X1: For the Sharp X1.
 MIF-V64: For the Commodore 64.

In 2014 hobbyists built clones of the MIF-IPC-A card for PCs.

Variants 
Later, Roland would put most of the electronics originally found in the breakout box onto the interface card itself, thus reducing the size of the breakout box. Products released in this manner:

MPU-401N: an external interface, specifically designed for use with the NEC PC-98 series notebook computers. This breakout-box unit features a special COMPUTER IN port for direct connection to the computer's 110-pin expansion bus. METRONOME OUT connector was added. Released in Japan only.
 MPU-IPC: for the IBM PC/IBM XT/IBM AT and compatibles (8 bit ISA). It had a 25-pin female connector for the breakout box, even though only nine pins were used, and only seven were functionally different: both 5V and ground use two pins each.
 MPU-IPC-T: for the IBM PC/IBM XT/IBM AT and compatibles (8-bit ISA). The MIDI SYNC connector was removed from this Taiwanese-manufactured model, and the previously hardcoded I/O address and IRQ could be set to different values with jumpers. The break-out box has three DIN connectors for MIDI (1xIN and 2xOUT) plus three 3.5mm mini jack connectors (TAPE IN, TAPE OUT and METRONOME OUT).
 MPU-IMC: for the IBM PS/2's Micro Channel Architecture bus. In earlier models both I/O address and IRQ were hardcoded to IRQ 2 (causing serious problems with the hard disk as it also uses that IRQ); in later models the IRQ could be set with a jumper. It had a 9-pin female connector for the breakout box. . Due to the incompatibility of IRQ 2/9 (and potentially I/O addresses) between the MPU-IMC and IBM PS/2 MCA models certain games will not work with MPU-401.
 S-MPU/AT (Super MPU): for the IBM AT and compatibles (16-bit ISA). It had a Mini-DIN female connector for the breakout box. The MIDI SYNC, TAPE IN, TAPE OUT, METRONOME OUT connectors was removed, but a second MIDI IN connector was added. An application to assign resources (plug and play) must be run to use the card in DOS. This application is not a TSR (it does not take up conventional memory).
 S-MPU-IIAT (Super MPU II): for the IBM or compatible Plug and Play PC computers (16 bit ISA). It had a Mini-DIN female connector for the breakout box with two MIDI In connectors and two MIDI Out connectors. An application to assign resources (plug and play) must be run to use the card in DOS. This application is not a TSR (it does not take up precious conventional memory).
 LAPC-I: for the IBM PC and compatibles. Includes the Roland CM-32L sound source. A breakout box for this card, the MCB-1, was sold separately.
 LAPC-N: for the NEC PC-98. Includes the Roland CM-32LN sound source. A breakout box for this card, the MCB-2, was sold separately.
 RAP-10: for the IBM AT and compatibles (16 bit ISA). General midi sound source only. MPU-401 UART mode only. A breakout box for this card, the MCB-10, was sold separately.
 SCP-55: for the IBM and compatible laptops (PCMCIA). Includes the Roland SC-55 sound source. A breakout box for this card, the MCB-3, was sold separately. MPU-401 UART mode only.

Still later, Roland would get rid of the breakout box completely and put all connectors on the back of the interface card itself. Products released in this manner:

 MPU-APL: for the Apple II series. Single-card combination of the MIF-APL interface and MPU-401, featuring MIDI IN, OUT, and SYNC connectors.
 MPU-401AT: for IBM AT and "100% compatibles". Includes a connector for Wavetable daughterboards.
 MPU-PC98: for the NEC PC-98.
 MPU-PC98II: for the NEC PC-98.
 S-MPU/PC (Super MPU PC-98): for the NEC PC-98.
 S-MPU/2N (Super MPU II N): for the NEC PC-98.
 SCC-1: for the IBM PC and compatibles. Includes the Roland SC-55 sound source.
 GPPC-N & GPPC-NA: for the NEC PC-98. Includes the Roland SC-55 sound source.

Clones 

By the late 1980s other manufacturers of PCBs developed intelligent MPU-401 clones. Some of these, like Voyetra, were equipped with Roland chips whereas most had reverse-engineered ROMs (Midiman / Music Quest).

Examples:
 Midiman MM-401 (8BIT, non Roland chip set, also sold as part of the Midiman PC Desktop Music Kit)
 Midi System, Inc. MDR-401, non Roland chip set 
 Computer Music Supply CMS-401 (8BIT, non Roland chip set)
 Music Quest PC MIDI Card / MQX-16s / MQX-32m (8 & 16BIT, non Roland chip set)
 Voyetra V-400x / OP-400x (V-4000, V4001, 8BIT, Roland chip set)
 MIDI LAND DX-401 (non Roland chipset) & MD-401 (non Roland chipset)
 Data Soft DS-401 (non Roland chipset) 

In 2015 hobbyists developed a Music Quest PC MIDI Card 8BIT clone. In 2017/2018 hobbyists developed a revision of the Music Quest PC MIDI Card 8BIT clone that includes a wavetable header in analogy of the Roland MPU-401AT.

Modes 

The MPU-401 can work in two modes, normal mode and UART mode. "Normal mode" would provide the host system with an 8-track sequencer, MIDI clock output, SYNC 24 signal output, Tape Sync and a metronome; as a result of these features, it is often called "intelligent mode". Compare this to UART mode, which reduces the MPU-401 to simply relaying in-/outcoming MIDI data bytes.

As computers became more powerful, the features offered in "intelligent mode" became obsolete. Implementing these in the host system's software was more efficient. Specific hardware was no longer required. As a result, the UART mode became the dominant mode of operation. Early UART MPU-401 capable cards were still advertised as MPU-401 compatible.

SoftMPU 
In the mid 2010s, a hobbyist platform software interface, SoftMPU, was written that upgrades UART (non intelligent) MPU-401 interfaces to an intelligent MPU-401 interface, however this only works for MS-DOS. It also does not work for all games. Especially early Sierra games, such as Jones in the Fast Lane, will not work with SoftMPU.

HardMPU
In 2015, a PCB (HardMPU) was developed that incorporates SoftMPU as logic on hardware (so that the PC's CPU does not have to process intelligent MIDI). Currently HardMPU only supports playback and not recording.

Contemporary interfaces 

Physical MIDI connections are increasingly replaced with the USB interface, and a USB to MIDI converter in order to drive musical peripherals which do not yet have their own USB ports. Often, peripherals are able to accept MIDI input through USB and convert it for the traditional DIN connectors. While MPU-401 support is no longer included in Windows Vista, a driver is available on Windows Update. As of 2011, the interface was still supported by Linux and Mac OS X.

References

External links 
 'Card Times' - Sound on Sound magazine, Nov 1996
 SoftMPU
 Louis Ohland's PS/2 Archiveshere

Computer hardware standards
MIDI
Obsolete technologies
Music sequencers
MPU-401의 MPU는 미디 처리 장치(MIDI Processing Unit)를 가리키며 한때는 중요하게 여겨졌으나 개인용 컴퓨터의 미디 인터페이스에는 더 이상 쓰이지 않고 있다. 미디 표준을 공동으로 제작한 롤랜드사가 개발하였다.

디자인 
1984년 즈음에 공개된 맨 처음의 MPU-401은 바깥에 꺼내져 있는 상자였는데 미디 인/미디 아웃/미디 스루/테이프 인/테이프 아웃/미디 싱크 커넥터를 제공하였고, 컴퓨터 시스템에 삽입할 수 있는 인터페이스 카드/카트리지("MPU-401 인터페이스 키트")를 분리해서 판매하였다. 이러한 설치 환경에서, 다음의 "인터페이스 키트"가 제작되었다:
 MIF-APL: 애플 II용.
 MIF-C64: 코모도어 64용.
 MIF-FM7: 후지쯔 FM7용.
 MIF-IPC: IBM PC/IBM XT/IBM AT용.
 MIF-MSX: MSX용.
 MIF-PC8: NEC PC-88용.
 MIF-PC98: NEC PC-98용.
 MIF-X1: 샤프 X1용.

MPU-401N은 외장 인터페이스로, NEC PC-98 시리즈의 노트북 컴퓨터를 위해 특별히 제작된 것이다. 이 외장(breakout) 장치는 특별한 컴퓨터 입력 포트를 제공하여 컴퓨터의 110 핀 확장 버스와의 직접적인 연결을 지원한다. 메트로놈 아웃 커넥터가 추가되었다. (일본에서만)

변형 제품 
나중에, 롤랜드는 외장 상자에서 찾을 수 있는 전자 기기 대부분을 인터페이스 카드 자체에 심어 놓았으며, 이에 따라 외장 상자의 크기를 줄일 수 있었다. 제품들은 이러한 방식으로 공개되었다:

 MPU-IPC: IBM PC/IBM XT/IBM AT 및 호환(8 비트 ISA)용. 9개의 핀만 사용되긴 하지만, 외부 상자를 위해 25핀 암 커넥터가 제공되었다.
 MPU-IPC-T: IBM PC/IBM XT/IBM AT 및 호환(8 비트 ISA)용. 미디 싱크(MIDI SYNC) 커넥터가 타이완 제조 모델에서 제거되었으며 이전에 하드웨어로 코딩된 입출력 주소와 IRQ는 점퍼를 통해 다른 값으로 지정할 수 있었다.
 MPU-IMC: IBM PS/2의 마이크로 채널 아키텍처 버스용. 초기의 모델의 경우 입출력 주소와 IRQ가 하드웨어로 코딩되었는데, 나중에 나온 모델들은 IRQ를 점퍼로 지정할 수 있다.  외장 상자를 위해 9핀 암 커넥터.
 S-MPU/AT (슈퍼 MPU): IBM AT 및 호환(16 비트 ISA)용. 외장 상자를 위해 미니 DIN 암 커넥터가 제공되었다. 미디 싱크, 테이프 온, 테이프 아웃, 메트로놈 아웃 커넥터가 제거되었지만 두 번째 미디 인 커넥터가 추가되었다.
 S-MPU-IIAT (슈퍼 MPU II): IBM 또는 호환 플러그앤 플레이 PC(16 비트 ISA)용. 외장 상자를 위해 미니 DIN 암 커넥터가 제공되었다. 다만 하나의 미디 인과 하나의 미디 아웃 커넥터만 제공되었다.

 LAPC-I: IBM PC 및 호환용. 롤랜드 CM-32L 사운드 소스가 포함되어 있다. 이 카드를 위한 외장 상자인 MCB-1가 따로 판매되었다.

 LAPC-N: NEC PC-98용. 롤랜드 CM-32L 사운드 소스가 포함되어 있다.

 RAP-10: IBM AT 및 호환(16 비트 ISA)용. 일반 미디 사운드 소스만 쓸 수 있다. MPU-401 UART 모드만 쓸 수 있다. 이 카드를 위한 외장 상자인 MCB-10가 따로 판매되었다.

 SCP-55: IBM 및 호환 랩탑(PCMCIA)용. 롤랜드 SC-55 사운드 소스가 포함되어 있다. 이 카드를 위한 외장 상자인 MCB-3가 따로 판매되었다.

그러나 나중에 롤랜드는 외장 상자를 완전히 제거하고 모든 커넥터들을 인터페이스 카드 뒷쪽에 추가시켰다. 제품들은 다음의 방식으로 공개되었다:
 MPU-APL: 애플 II 시리즈용. MIF-APL 인터페이스와 MPU-401이 결합된 단일의 카드이며, 미디 인/아웃, 및 싱크 커넥터의 기능을 제공한다.
 MPU-401/AT: IBM AT 및 호환용. 웨이브테이블 도터보드(역자 주: 메인보드에 삽입되는 회로판)를 위한 커넥터가 포함되어 있다.
 MPU-PC98: NEC PC-98용.
 MPU-PC98II: NEC PC-98용.
 S-MPU/PC (슈퍼 MPU PC-98): NEC PC-98용.
 S-MPU/2N (슈퍼 MPU II N): NEC PC-98용.
 SCC-1: IBM PC 및 호환용. 롤랜드 SC-55 사운드 소스가 포함되어 있다.

모드 
MPU-401은 두 가지 모드로 동작한다.:일반 모드, UART 모드.  "일반 모드"는 호스트 시스템에 8 트랙의 시퀀서, 미디 클럭 출력, 싱크 24 신호 출력, 테이프 싱크, 그리고 메트로놈을 제공한다. 이러한 기능들 덕분에 "인텔리전트 모드"(역자 주: 굳이 옮기자면 똑똑한 방식)라고 불리게 된다. 이것을 UART 모드와 비교하면, MPU-401을 제한하여 입출력 미디 데이터 바이트를 단순히 일련화시킬 수 있다.

컴퓨터가 더욱 강력해짐에 따라, 새로 나온 호스트 운영 체제의 소프트웨어에 추가된 기능이 더욱 효과적으로 동작하기 때문에 "인텔리전트 모드"에서 제공되는 기능들은 많이 사라져갔다. 이에 따라, UART 모드가 운영 상 대부분을 차지하게 되었다. UART 모드와 같은 방식들은 "인텔리전트 모드"와 완전히 호환되지 않는다.

인터페이스 
현재의 미디 세상의 흐름은 USB 인터페이스, 곧 USB to MIDI 컨버터를 사용하는 것이다. 이리하여 저만의 USB 포트가 없는 음악 주변 기기들을 운영할 수 있다. 자주 주변 기기들은 USB를 통해 미디 입력을 받아들이고 전통적인 DIN 커넥터로 입력을 제공할 수 있다. MPU-401은 윈도우 비스타에서 더 이상 지원하지 않지만 리눅스와 맥 오에스 텐에서는 지원한다.

참조 

 'Card Times' - Sound on Sound magazine, Nov 1996

컴퓨터 하드웨어 표준
MIDI