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I am a molecular biologist and genome scientist working for Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology. GenoGlobe means Genome + Globe, which implies my desire to learn from genomes and lives on earth (or other planets, such as Mars?). You can read more about my professional research profile from ORCiD or Google Scholar.
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엄격한 기준으로 구분하였을 때 학술 논문이 아닌 것으로서 외부 매체에 기고했던 글 목록은 여기를 참고하십시오. 주로 미생물 유전체를 다루는 생명정보학과 관련하여 제가 작성한 글은 별도의 위키 사이트에 있습니다. 블로그에는 업무 및 취미와 관련한 잡다한 글이 있습니다. 블로그에는 저에게 이메일을 보낼 수 있는 양식이 있으니 참고하십시오. 단, PC 버전의 웹브라우저에서만 보이는 것 같습니다. 또는 다음을 클릭하세요: Send Feedback
이곳은 원래 저의 취미와 관련한 글을 체계적으로 작성하기 위해 만든 DokuWiki 기반의 웹사이트였다가 2023년 9월 7일 GenoGlobe.com의 공식 웹사이트 역할을 겸하게 되면서 다소 복합적인 성격을 갖게 되었습니다. 위키 기반이지만 첫 페이지는 블로그 형식(아래의 '새 소식')이라서 더욱 그렇습니다. '새 소식'은 자료를 모아서 분석하고 오래 생각하여 쓰는 글이 아닙니다. 저에게 이곳은 트위터나 페이스북과 같은 것으로, 예전에 사용하던 Google+를 대신하여 가벼운 생각을 기록하는 곳에 해당합니다. ChatGPT에게 키워드를 제시하고 자동으로 쓴 글도 포함되어 있으며, 이러한 글은 마지막 부분에 자동 작성된 것임을 밝혀 놓았습니다.
새 소식
Why Ardule Does Not Use Standard MIDI Libraries: Technical Rationale for SMF Streaming and Real-Time Pattern Engines
Ardule이 표준 MIDI 라이브러리를 사용하지 않는 기술적 이유
Nano Ardule 프로젝트는 Arduino 플랫폼(Nano/Nano Every)을 기반으로 드럼 패턴(ADT/ADP) 재생, MIDI 파일 스트리밍(Type-0/1), 레이어/스플릿, GM/GS/XG Reset 등 다양한 기능을 구현하고 있다. 일반적으로 널리 알려진 MIDI 라이브러리(FortySevenEffects MIDI Library 등)를 사용할 법도 하지만, Ardule는 이러한 라이브러리를 일절 사용하지 않는다. 그 기술적 이유를 아래와 같이 정리한다.
1. 표준 MIDI 라이브러리는 “실시간 MIDI 입력 처리용”이지 “SMF 스트리밍 재생용”이 아니다
대부분의 유명 MIDI 라이브러리는 다음 목적을 위해 설계되었다.
- UART로 들어오는 MIDI IN 메시지를 파싱
- Running Status, Real-time 메시지 처리
- 메시지 단위 콜백 구조
반면 Ardule이 필요한 것은 다음이다.
- SD 카드에서 일반 MIDI 파일(SMF) 스트리밍 재생
- Delta-time 계산 → 절대시간(absolute time) 스케줄링
- Track merge(Type-1) 처리
- Note On/Off duration 처리
- Tempo meta-event 처리
즉, 표준 라이브러리는 SMF 재생 기능 자체가 없으며, SMF 스트리밍 재생 구조와 궁합이 맞지 않는다.
2. ADT/ADP 기반의 초경량 패턴 엔진과 라이브러리 구조가 정면 충돌함
Ardule 고유의 드럼 패턴 시스템은 다음 특징을 가진다.
- 48-step grid
- Accent LUT
- Note-mask 구조
- 자체 delta-time → absolute time 변환
- 2-bar gapless loop 엔진
- 프리뷰/재생 전환 시 절대 시간 재계산
이러한 구조는 표준 MIDI 라이브러리의 이벤트 중심 처리 방식과 맞지 않는다. Ardule 엔진은 ‘시간 중심(time-driven)’, 라이브러리는 ‘이벤트 중심(event-driven)’이다.
3. 메모리 제약: Arduino Nano/Nano Every 환경에서는 라이브러리 탑재조차 어려움
표준 MIDI 라이브러리는 다음을 모두 포함한다.
- SysEx 파서
- NRPN/RPN
- Aftertouch
- Control Change 객체 구조
- 콜백 구조
- 메시지 클래스 및 내부 큐
- USB MIDI 확장 코드(일부 버전)
Ardule은 다음과 같은 환경을 가진다.
- Nano SRAM: 2KB
- Nano Every SRAM: 6KB
- 패턴 버퍼, LCD 버퍼, SD read-ahead 버퍼, 상태머신 등으로 이미 높은 점유
따라서, 라이브러리를 추가하면 메모리 부족 → 실행 불가 → 타이밍 불안정이 필연적이다.
4. SMF 스트리밍에서 타이밍 정확도가 절대적이기 때문에 라이브러리의 지터는 용납 불가
SMF 재생은 다음 조건을 충족해야 한다.
- Delta-time을 기반으로 수 μs 단위의 시간 정밀도 확보
- 동일 시점(Delta=0)에서 다수 이벤트의 동시 처리
- Note duration 관리
- Tempo 변화 적용
표준 MIDI 라이브러리는 다음 구조적 지연을 가진다.
- 내부 큐 지연
- 콜백 호출 지연
- 다단계 함수 호출
- 객체 생성/소멸 비용
이로 인해 0.5~3ms 수준의 지터가 발생하며, 이는 드럼 패턴 재생 및 SMF 재생에서는 명백하게 귀에 들리는 타이밍 오차이다.
5. Ardule은 이미 절대시간 기반의 MIDI 엔진을 자체 구현하였음
Ardule 엔진은 다음과 같은 절대시간 구조를 갖는다.
- 32-bit 마이크로초(us) 기반 스케줄링
- ADP/ADT 패턴 엔진과 동일한 시간 계산 모델
- SD 스트리밍 read-ahead 방식
- Running Status 재구성
- Track merge 시 우선순위 큐 기반 절대시간 처리
이러한 구조는 표준 라이브러리의 내부 로직과 전혀 맞지 않으며, 표준 라이브러리를 사용할 경우 오히려 엔진이 망가진다.
6. 불필요한 기능이 너무 많아 오히려 성능을 떨어뜨림
Ardule가 실제로 필요로 하는 것은 다음뿐이다.
- MIDI OUT 송출
- GM/GS/XG SysEx Reset
- 채널 복제(layer/split)
- 드럼 패턴용 Note On/Off
- SMF 재생용 절대시간 스케줄링
반면 표준 라이브러리는 다음을 포함한다.
- Aftertouch
- Poly Pressure
- RPN/NRPN
- MMC(MIDI Machine Control)
- Real-time Sync Clock
- 런타임 SysEx 버퍼 관리
- USB MIDI 대응 코드
즉, Ardule에는 전혀 필요 없는 기능 덩어리이며, 무거운 구조 때문에 성능과 안정성만 떨어뜨린다.
7. 결론: Ardule는 성능, 타이밍, 메모리, 구조 모두의 이유로 표준 MIDI 라이브러리를 사용할 수 없다
Ardule은 다음 요구사항을 모두 동시에 만족시켜야 한다.
- μs 단위 절대 타이밍
- Gapless 재생
- 48-step 드럼 패턴 엔진
- SD 기반 SMF 스트리밍 재생
- 최소 메모리 구조
- Running Status 제어
- Layer/Split 처리
- GM/GS/XG SysEx 지원
이 모든 조건은 표준 MIDI 라이브러리로는 해결 불가하며, 따라서 Ardule은 자체 저수준(byte-level) MIDI 처리 코어를 직접 구현하는 방식만이 가능하다.
이 문서는 Ardule 프로젝트의 기술적 설계 의도를 정리한 공식 설명자료로 활용 가능하다.
저자 및 이용 안내
이 문서는 정해영의 아이디어와 지시에 따라 AI 도구(ChatGPT)의 도움을 받아 작성되었습니다.
본 문서는 Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication에 따라 누구나 자유롭게 복제, 수정, 배포, 활용할 수 있으며, 출처 표시도 필요하지 않습니다. 다만, 내용의 정확성은 보장되지 않았으며, 정해영은 본 문서의 내용에 대해 어떠한 법적 책임도 지지 않습니다.
Authorship and Usage Notice
This document was written with the assistance of an AI tool (ChatGPT), based on the ideas and direction provided by Haeyoung Jeong.
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Absolute-Time Loop Playback
절대시간 기반 루프 재생
절대시간 기반 루프 재생은 드럼 패턴을 반복할 때 시간 오차가 전혀 누적되지 않도록 설계된 방식이다. 이 방식은 이벤트를 “루프 안에서의 절대 위치”로 기록하고, 루프 시작 시각과 더해서 실제 재생 시각을 결정한다. 즉, 반복해도 빠르게 들리거나 타이밍이 흐트러지는 일이 없다.
1. Delta-Time 방식의 한계
기존 MIDI 재생은 다음과 같은 방식으로 동작한다.
- 이벤트 간 간격(delta time)을 누적하여 다음 시각을 계산
- 루프를 반복할수록 누적 오차 발생
- 긴 시간 반복 시 미세한 틀어짐·빨라짐이 발생할 수 있음
드럼 패턴은 1~2마디 같은 짧은 단위가 수백·수천 번 반복되므로, 오차 누적이 특히 잘 들리는 문제가 있다.
2. 절대시간 기반 루프 방식의 핵심 아이디어
절대시간 방식은 각 이벤트를 다음과 같이 변환한다.
- 패턴 로딩 시 모든 이벤트를 절대 tick 또는 절대 ms 위치로 저장
- 실제 재생 시각 = 루프 시작 시각 + 이벤트 절대 위치
예시:
| Event | Absolute Time |
|---|---|
| Kick | 0 ms |
| Hi-hat | 250 ms |
| Snare | 500 ms |
따라서 이벤트는 “이번 루프에서 정확히 어디에 있어야 하는가”를 기준으로 재생된다.
3. 루프 반복 시 처리
패턴 길이를 loopLength라고 하면, 루프가 한 번 끝날 때 수행하는 작업은 단 두 가지이다.
- loopStart = loopStart + loopLength
- eventIndex = 0
그 외에는 시간 누적 계산을 하지 않는다. 결과적으로 반복해도 오차가 0이다.
3-1. 절대시간 방식에서도 “루프 길이를 정확히 정의하는 것”이 중요하다
절대시간 기반 루프 엔진은 이벤트 재생 자체에는 오차가 없다. 그러나 루프 전체 구간(loopLength)을 잘못 정의하면, 루프를 반복할 때마다 시작점이 당겨지거나 늦어지는 문제가 발생할 수 있다.
특히 MIDI 패턴에서:
마지막 노트의 절대 tick(absTicks)은 “패턴이 끝나는 지점”이 아니라 마지막 노트가 있는 지점이다. 마지막 노트 뒤에 존재하는 음악적 ‘쉼(rest)’ 구간은 absTicks에 포함되지 않음. 따라서 absTicks를 loopLength로 사용하면 실제 루프가 원래보다 짧아진다. 이 경우 반복할 때마다 루프 시작점이 일정한 양만큼 앞당겨져 rushing이 발생한다.
이를 방지하려면 루프 길이를 다음처럼 고정 그리드로 정의해야 한다:
loopLengthTicks = PPQ × beatsPerBar × numberOfBars 예: 480 × 4 × 2 = 3840 ticks
이렇게 하면 패턴의 내용과 무관하게 항상 정확히 동일한 길이의 루프가 만들어지고, 완전히 안정적인 반복이 가능해진다.
4. 드럼 머신에서 절대시간 방식이 필수적인 이유
드럼 패턴의 특징:
- 매우 짧다 (1~2 bar)
- 매우 많이 반복된다
- 타이밍 변화가 귀에 바로 들린다
- 정확한 그루브 유지가 중요
delta-time 방식은 반복할수록 오차가 쌓이고, 절대시간 방식은 오차가 누적되지 않는다.
따라서 드럼 머신·시퀀서·DAW 대부분이 절대시간 기반 루프 엔진을 사용한다.
5. 비유로 설명하면…
- delta-time 방식 = “걸으며 매 발걸음마다 위치를 더해서 계산하는 방식” → 조금만 흔들려도 점점 위치가 틀어짐
- absolute-time 방식 = “좌표에 점이 이미 찍혀 있고, 루프마다 원점만 이동하는 방식” → 아무리 반복해도 항상 정확한 위치로 이동
6. 요약
- 패턴을 메모리에 읽을 때 모든 이벤트를 절대 위치로 변환
- 루프가 바뀔 때는loopStart만 이동
- 재생 시각 = loopStart + absoluteTime
- 반복해도 시간 오차가 누적되지 않음
- 드럼 패턴 반복에 가장 이상적인 방식
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이 문서는 정해영의 아이디어와 지시에 따라 AI 도구(ChatGPT)의 도움을 받아 작성되었습니다.
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Why Arduino Nano Every Uploads More Slowly than the Classic Nano
왜 아두이노 나노 에브리의 업로드 속도는 아두이노 나노(클래식)보다 느려 보이는가?
Arduino Nano Every는 외형은 기존 Arduino Nano(ATmega328P)와 같지만, 내부적으로는 ATmega4809 (megaAVR) MCU를 사용한다. 이로 인해 업로드 속도가 느려 보이는 주요 원인은 다음과 같다.
1. 업로드 프로토콜 차이
- 기존 Nano (ATmega328P)
- 'avrdude'가 UART 부트로더(Optiboot)를 통해 빠르게 업로드
- 전송속도: 약 115200bps
- Nano Every (ATmega4809)
- megaAVR 부트로더 사용
- 내부적으로 UPDI (Unified Program and Debug Interface) 기반 프로토콜
- 전송속도: 약 57600bps로 제한
즉, 프로그래머가 더 안정적으로 동작하도록 전송 속도를 낮추고 검증 절차를 추가했기 때문에 느려진다.
2. 부트로더 검증 절차 강화
Nano Every의 부트로더는 다음 과정을 수행한다.
- 플래시 메모리의 CRC 검증
- Fuse bit 설정 확인
- 시리얼 재접속 및 초기화 지연
이로 인해 코드 전송 후 약 1~2초의 검증 및 재부팅 대기 시간이 추가된다.
3. USB 인터페이스 초기화 지연
Nano Every는 USB-to-Serial 브리지를 ATSAMD11 칩으로 구현했다. 이 칩은 전원이 인가될 때마다 USB 장치를 다시 인식(enumeration)하므로, 업로드 직전/직후에 포트가 사라졌다가 다시 나타나는 지연이 생긴다.
Arduino IDE 로그에서는 다음과 같은 흐름을 확인할 수 있다.
Port busy... Port found Uploading...
이 과정이 실제 전송 전후의 대기 시간을 유발한다.
4. 더 큰 플래시 메모리
- ATmega328P : 32KB
- ATmega4809 : 48KB
부트로더가 128바이트 단위 페이지를 검증 및 쓰기하기 때문에 같은 스케치라도 검증 시간이 더 길어진다.
5. 업로드 속도 설정 (avrdude 파라미터 차이)
Arduino IDE 내부 설정(`platform.txt`)의 업로드 속도는 다음과 같이 다르다.
# Nano Every (megaAVR) tools.avrdude.upload.params.speed=57600 # Classic Nano tools.avrdude.upload.params.speed=115200
이 차이만으로도 약 2배의 시간 차이가 발생한다.
✅ 업로드 속도 개선 팁
- 1. 'Sketch → Upload Using Programmer'를 사용하면 훨씬 빠르다. (ISP 프로그래머 필요)
- 2. `upload.speed`를 115200으로 높여볼 수 있으나, 안정성 저하 가능성 있음
- 3. 업로드 후 자동 리셋 지연이 불편하다면 수동 리셋으로 재부팅 시간을 단축
요약
Nano Every는 구조적으로 더 안전하고 현대적인 프로그래밍 절차를 채택했기 때문에 업로드가 느리게 느껴진다.
(저속 전송 + 부트로더 검증 + USB 재초기화 + 대용량 플래시 검증 때문)
참고: 실제 업로드 로그의 타임스탬프를 분석하면, 어느 구간에서 지연이 발생하는지 명확히 확인할 수 있다.
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MIDI, 오픈 사이언스가 배워야 할 표준의 철학
1983년, 전자악기 산업은 혼란 속에 있었다. 제조사마다 통신 규격이 달라 서로 연결이 불가능했다. 이때 등장한 것이 MIDI(Musical Instrument Digital Interface) 였다. 단 5핀 케이블 하나로 서로 다른 악기들이 같은 언어로 대화할 수 있게 된 것이다. 기술의 단순함보다 놀라운 것은, 이 표준이 특정 기업이 아닌 공동의 합의로 만들어졌다는 점이다. 바로 이 ‘개방형 표준(Open Standard)’의 정신이, 오늘날 오픈 사이언스(Open Science) 가 지향하는 핵심 가치와 맞닿아 있다.
열린 기술, 닫힌 콘텐츠: 균형의 미학
MIDI는 종종 ‘무료 음악 언어’로 오해받지만, 실제로는 절반만 맞다. MIDI의 명세와 통신 구조는 누구나 구현할 수 있도록 공개되어 있지만, 그 위에 기록된 개별 연주 데이터 — 즉, MIDI 파일의 내용 — 은 저작권의 보호 대상이다. 기술은 개방되어 있으되, 그 위의 창작물은 보호된다. 이는 오픈 사이언스가 추구하는 ‘개방과 책임의 균형’ 과 같은 철학이다. 데이터 포맷은 공개되어야 하지만, 개인의 민감정보는 보호되어야 하는 것처럼, MIDI 역시 개방형 인프라와 사유 재산권이 조화를 이루는 모델을 제시했다.
재현성과 상호운용성, 그리고 신뢰
MIDI의 본질은 음성 신호가 아니라 ‘연주 이벤트’ 다. 어느 악기에서나 동일하게 해석될 수 있는 데이터로 구성되어 있다. 이는 과학에서 실험 프로토콜을 공개해 결과를 재현하는 원리와 같다. 연주자의 의도, 타이밍, 강약, 표현은 모두 데이터로 기록되어 다른 장치에서 재생 가능하다. 이러한 재현성과 투명성은 음악 산업의 신뢰를 높였고, 이는 곧 오픈 사이언스가 강조하는 ‘재현 가능한 지식 생산’의 문화와 맞닿는다.
지속가능한 개방, 협력의 힘
수많은 포맷이 흥망을 거듭한 디지털 시대에도 MIDI는 여전히 살아 있다. 그 이유는 단순하다. 폐쇄된 포맷은 사라지지만, 개방형 표준은 진화하기 때문이다. MIDI는 수많은 기업과 개인이 참여한 집단적 실험의 결과였으며, 이를 통해 기술은 세대를 넘어 전승되었다. 오픈 사이언스가 데이터 표준화와 공유 인프라를 통해 학문적 지속성을 확보하려는 것과 같은 논리다.
미래를 위한 교훈
MIDI가 우리에게 남긴 가장 큰 교훈은 ‘공유 인프라 위에서의 창작의 자유’ 다. 개방형 기술은 혁신의 토양을 제공하고, 저작권은 그 위의 개별적 창의성을 보호한다. 이 둘이 조화를 이룰 때, 산업은 성장하고 지식은 축적된다. 과학이 오픈 데이터와 지식재산권의 경계를 탐색하고 있다면, MIDI는 이미 그 균형의 모델을 음악을 통해 보여준 셈이다. MIDI는 단순한 기술 표준이 아니라, ‘열림과 보호의 공존’이 가능하다는 증거이며, 오픈 사이언스 시대의 철학적 전조로 읽을 수 있다.
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AI가 모든 걸 집어삼킬 거라는 호들갑에 대처하는 법
이 글은 원래 <참여연대>에서 발간하는 침여사회 9-10호(통권 326호)에 실렸던 '어쪈'의 AI 윤리 레터이다. 실린 글 전체를 읽어 보기를 권한다. 2024년 KAIST 졸업식의 '입틀막' 사건의 당사자였던 AI 연구자 신민기 씨의 인터뷰 불경한 이야기는 없다도 흥미롭다.
모든 신기술은 하이프를 수반한다. 대부분의 기술이 이미 개발 초기 단계에 주목도 측면에서 정점을 찍은 후 오히려 성숙해지는 과정에서 환멸기를 거치며 관심이 덜해진다는 경험을 바탕으로 만들어진 가트너의 하이프 사이클이라는 시각화 도구가 있을 정도다. (중략) 하지만 자동화를 통해 달성하고자 하는 더 높은 효율성과 생산성이라는 가치가 과연 다른 사회적 가치들을 희생하면서까지 추구해야 할 정도로 중요한 것인가? 수많은 AI 서비스가 내가 당장 하기 귀찮은 일을 대신해주겠다고 유혹하지만, 대체되는 것은 그뿐만이 아니다. 숙련이나 돌봄, 책무성 등 일에 담긴 다양한 사회적 가치가 전부 뭉뚱그려져 비용 항목으로 취급되고 효율이라는 단어 뒤로 사라진다.
다음은 챗GPT를 이용하여 오늘 소개한 글에 대해여 자동생성한 요지이다.
AI 과장광풍과 균형 있는 시선
과장된 담론
- 최근 인공지능에 대한 관심이 급속히 확산
- 언론과 기업은 '초지능', '모든 문제 해결' 등 과도한 표현 사용
- 오픈AI 샘 올트먼, xAI 일론 머스크 등 유명 인사들이 담론 주도
AI의 실제 모습
- 이미 검색, 번역, 추천 시스템 등에서 오래 전부터 활용
- 기술적 본질은 다른 도구와 다르지 않은 목적 지향적 시스템
- 초월적 존재가 아니라 특정한 용도를 가진 도구임
필요한 관점
- AI는 기술 그 자체보다 사회적 맥락 속에서 이해해야 함
- 설계 의도, 데이터 편향, 권력 관계, 사회 구조 등을 고려해야 함
- 과도한 기대나 공포 대신 균형 잡힌 시각이 필요
결론
- AI를 둘러싼 과장된 광풍은 비판적으로 해석해야 함
- 지속 가능한 활용을 위해 사회적 합의와 책임 있는 접근이 요구됨
블로그 보관함
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| Why Ardule Does Not Use Standard MIDI Libraries: Technical Rationale for SMF Streaming and Real-Time Pattern Engines | 2025/11/17 14:18 | Haeyoung Jeong |
| Absolute-Time Loop Playback | 2025/11/14 17:28 | Haeyoung Jeong |
| Why Arduino Nano Every Uploads More Slowly than the Classic Nano | 2025/11/11 22:12 | Haeyoung Jeong |