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技術解説:実験で学ぶ電池の基礎
―モバイル機器を安全に設計するために
7.8
電池の中に使われる化学物質には,取り扱いに注意が必要なものがある.電池の正しい使い方を知らなければ,発火や電池の内部から危険な化学薬品が漏れ出すなどの事故を引き起こしてしまう.今回は電池の選定や電子機器を設計するときの基礎知識について,新型電池の研究者が実験などを交えて分かりやすく解説する.
技術解説:ロジカル・シンキング入門(4)
―直したバグがゾンビのごとく復活する
7.7
ここではソース・コード管理のポイントについて述べる.複数のエンジニアが共同でソース(ソフトウェア・プログラムやHDLコードなど)を開発していると,誤って正しいファイルが上書きされてしまったり,適切に修正が反映されていないファイルがリリースされる場合がある.そのため,チームによる開発ではソース管理ツールの導入が不可欠である.
技術解説:CUDA技術を利用したGPUコンピューティングの実際(前編)
6.18
3Dグラフィックス処理の分野では,長年,並列処理技術が利用されてきた.こうしたグラフィックス分野で蓄積された並列処理技術の資産を汎用数値計算に応用しようというのが「GPU(Graphics Processing Unit)コンピューティング」と呼ばれる技術である.
技術解説:HDMI登場の背景と概要
―映像インターフェースの推移から学ぶ
6.10
HDMI(High-Definition Multimedia Interface)は,最近の薄型ディジタル・テレビやDVDプレーヤ,ゲーム機などに備えられた,ハイビジョン映像と音声を1本のケーブルで伝送できるインターフェースである.自宅のAV機器などで目にしたことがある方も多いのではないだろうか.本稿ではHDMI登場の背景とその特徴について解説する.
技術解説:オリジナルOS「MicrOS」の設計と実装(3)
―システム・コール
5.27
Interface誌の2007年5月号に付属したV850マイコン基板で動作するオリジナルOS「MicrOS(マイクロス)」が登場した.今回はMicrOSのシステム・コールについて解説を行う.なお,本OSのソース・コードはInterface誌のWebサイトからダウンロードできる.
技術解説:ロジカル・シンキング入門(3)
――「必要とされる設計書」の作り方
5.19
ここでは設計書を作成する際のポイントについて述べる.新人研修などではきちんと設計書を作成してからコーディングを行うように指導されるが,実際の製品開発では設計書の作成が軽視されていたり,きちんと保守されていないケースがある.
技術解説:ハードウェアを意識したプログラミングの基礎(後編)
5.1
前編では,デバイス・ドライバを理解するために必要なエンディアンやI/Oアクセス,ハードウェアとソフトウェアの境界について説明した.後編では,アクセス時のアラインメントについて説明した後,実際のコードを示しながらLinuxデバイス・ドライバの例を紹介する.
技術解説:ハードウェアを意識したプログラミングの基礎(前編)
4.8
デバイス・ドライバを作るためには,まずハードウェアをアクセスする手法を知らなければならない.エンディアンやアラインメントを意識したり,CPUのバージョンによる命令の違いなどを考慮する必要がある.さらに最近では,命令そのものを追加できるソフト・マクロのCPUコアなども登場している.そこで,ここではCPUとデバイス(メモリ)の間のエンディアンについて説明する.
技術解説:最新T-Kernelの活用テクニック(1) μT-Kernelとは何か
3.11
近年,μITRONを拡張する形でT-Kernelが誕生した.T-Kernelは,Single One Sourceによるリファレンス実装の提供や強い標準化,拡張機能の提供などの面で注目されている.本連載では,T-Kernelの最新拡張機能を中心に解説を行う.第1回目の今回は,8ビット〜16ビットCPUを視野に入れた小型組み込み機器向けOSであるμT-Kernelを取り上げる.
技術解説:新人技術者のためのロジカル・シンキング入門(2)
良いデータ構造
3.5
ここでは,組み込みソフトウェアにおけるデータ構造とその管理方法について解説する.どのようなデータ構造をとるかをシステム開発の早い段階で決めておくことで,保守性の高いプログラムを設計できる.
技術解説:「MicrOS」の設計と実装(2) アプリケーションのビルドと実行
2.18
Intetface誌 2007年5月号付属のV850マイコン基板で動作するオリジナルOS「MicrOS」を題材にして組み込み向けリアルタイムOSの設計と実装について解説していく連載の第2回である.今回は,アプリケーションの開発手順について紹介する.なお,MicrOSのソース・コードはCQ出版社のWebサイトよりダウンロードできる.
技術解説:オリジナルOS「MicrOS」の設計と実装(1) MicrOSとソースの概観
2.8
Interface誌2007年5月号付属のV850マイコン基板で動作するオリジナルOS「MicrOS(マイクロス)」を開発した.MicrOSは ITRONに似た機能をもち,それでいてソース・コードは5000行程度と非常にコンパクトである.本連載では,MicrOSを題材にして組み込み向けリアルタイムOSの設計と実装について見ていく.
技術解説:Cell Broadband Engineを利用したホログラム計算(後編)
1.31
マルチコア・プロセッサ向けプログラムの作成手法についての解説の後編である.今回は「Cell Broadband Engine」を利用したプログラミングについて説明する.計算機合成ホログラムの演算を例に,並列処理のための記述を紹介する.
技術解説:Cell Broadband Engineを利用したホログラム計算(前編)
1.24
ここではマルチコア・プロセッサ向けプログラムの作成手法について解説する.マルチコア・プロセッサの例として,家庭用ゲーム機であるPLAYSTATION3に搭載されている「Cell Broadband Engine」を取り上げる.このプロセッサの上で動作するプログラムの開発手順と,計算機合成ホログラムのプログラムをCell Broadband Engineに移植した例を紹介する.
技術解説:新人技術者のためのロジカル・シンキング入門(1)
12.17
ここでは,大規模な組み込みシステム開発におけるデバッグの考えかたを解説する.自分が開発に携わっている組み込みシステムでバグが発生したときに重要なのは,「問題の切り分け」である.この切り分けをスムーズに行う方法はある程度パターン化できる.そのパターンを押さえていれば,いろいろなシステムのデバッグに適用できる.
技術解説:ネット接続可能なEthernetアダプタのファームをハック(後編)
11.27
Ethernetアダプタ「OSX-1」を利用した遠隔監視システムの製作事例を紹介する.画像メールを自動返信する仕組みを用意して,遠隔監視を実現した.
技術解説:ネット接続可能なEthernetアダプタのファームをハック(中編)
11.1
Ethernetアダプタ「OSX-1」をLANにつなぎ,メールの送信や自動返信,電源投入時の自動実行などを実現する.メールを使えば,ファイア・ウォールを飛び越えて外部からアクセスできる.例えば,組み込み機器における遠隔制御や遠隔監視などのアプリケーションに利用できる.
技術解説:ネット接続可能なEthernetアダプタのファームをハック(前編)
10.11
切手サイズのPHSモジュール「W-SIM」を利用して,インターネットに接続できるEthernetアダプタ「OSX-1」を使ったシステム開発について解説する.このEthernetアダプタはサーバ・モジュールを内蔵しており,ユーザはファームウェアを自由にカスタマイズできる.このサーバ・モジュールには,C言語ライクなインタープリタ言語の処理系(セルフ開発ツール)があらかじめ組み込まれている.
技術解説:1+1を10にする「チーム力」養成講座
9.14
チームの力を発揮するためのコミュニケーションについて考える.一般的なコミュニケーション理論の説明ではなく,筆者が新しいチームを立ち上げてから2年にわたって実践してきたことを,その中でも特に効果のあったものを中心に紹介する.
技術解説:放熱,事後対策の進め方
8.28
放熱設計は事前の検討と対策が鍵であると分かっていても,十分に実施できない場合がある.放熱設計を行おうとしたときに,きょう体やプリント基板の仕様がある程度固まってしまっていることもある.ここでは,試作機が出来上がってしまった段階における放熱対策の進め方について説明する.
技術解説:AMBA 3.0に追加された高性能バス用のAXI仕様
8.07
2003年6月に公開されたAMBA 3.0では,高性能なシステムのメイン・バスに使われるAXI(Advanced eXtensible Interface)仕様が追加された.ふつうのCPUのバス・インターフェースに近かった従来のAMBAバス仕様と異なり,AXI仕様は,チャネル構造やバースト転送を効率的に行うためのしくみを取り込んだ.本稿では,このAXI仕様について解説する.
技術解説:組み込みマイコンにおけるベンチマーク利用法の新しい動向
6.14
組み込みプロセッサやFPGAを搭載した基板の性能を比較してみたいと思うのは,システム設計者にとっては当たり前のことだろう.このプロセッサの性能をはかる目安としてMIPS値やdrystoneが一般的に使われているが,より組み込みシステムの用途に特化したパフォーマンスをはかる基準が提示され,多くのCPU,FPGAベンダが参加してベンチマークの基準が策定されてきた.この成果を公表する.
技術解説:磁界結合を利用した“ワイヤレスICE”を開発
5.31
組み込みシステムを開発する際,インサーキット・エミュレータ(ICE)を用いたデバッグがよく行われる.ICEを使うには,マイコンにICE用のピンを割り当てたり,ICE用のコネクタを準備したりする必要があり,ハードウェア設計の制約となっている.ICEを使うことによるこのようなハードウェア制約から解放してくれる,ワイヤレス接続のデバッグ・システムをルネサス テクノロジと慶應義塾大学が共同で開発した.
技術解説:OCP(Open Core Protocol)技術解説
5.10
OCP(Open Core Protocol)とは,特定のCPUやバスのプロトコルに依存しないオンチップ・バスの規格である.コマンドとレスポンスを独立したタイミングで送ることができる(スプリット・トランザクション).また,スレッドを複数に分けることにより,コマンドの発行順とは異なる順番でレスポンスを返すこともできる.このような特徴を持つOCP規格について解説する.
技術解説:無線ネットワーク設計の考え方
4.25
最近,鉄道の電子改札カードや電子マネー・カードなど,非接触の電子カードが普及しており,電源不要のRFIDタグが使われている.一方,ユビキタス・ネットワーク(いつでも,どこでもネットワーク接続できる環境)を実現するために,電池を内蔵するアクティブRFIDタグの開発も進んでいる.本稿では,アクティブRFIDタグの現状とシステム構築の注意点について解説する.
技術解説:Certified Wireless USBの動向
4.20
現在,パソコン周辺機器でもっとも普及しているインターフェースとしてUSBがある.2006年8月の電波法改正を受け,このUSBの無線版に相当する,「(Certified)Wireless USB」に対応した製品の投入が本格的に始まろうとしている.ここでは,そんなWireless USBの動向を紹介する.なお,コードレス・マウスなどに使われているCypress Semiconductor社の無線規格「WirelessUSB」とは異なる規格なので注意していただきたい.
技術解説:無線通信の基礎知識
4.12
ここでは,組み込み機器に無線機能を付加するために,知っておくべき無線通信の基礎知識について説明する.細かい変調方式のあれこれではなく,そもそもの電波のイメージや無線であることのメリット,無線機器の開発上の課題を理解していただきたい.
技術解説:USBの基礎知識,パケットのフォーマットからプロトコルまで
3.15
ここでは,USBのシステム構成について,その概要を解説する.コネクタ形状やUSBの実際の信号波形,パケット,各種転送モードについて,物理層側から上位層側へ向かって順に解説する.
技術解説:自動車分野の機能安全規格に対処する「MISRA-SA」を知る
3.1
ここでは,自動車の業界団体であるMISRA(The Motor Industry Software Reliability Association)が策定しているガイドライン「MISRA安全性解析(MISRA-SA)」について解説する.MISRA-SAは,2008年に策定される予定の機能安全規格「ISO 26262」に適合した開発実務を実現するためのガイドライン(指南書)という位置付けにある.
技術解説:模型ロケット打ち上げプロジェクトにおける安全対策
1.31
開発プロジェクトを推進するにあたり,安全に配慮するのは当たり前のことである.しかし,確実に安全に実施するには,決められたルールを守るだけでなく,さまざまな事態を想定して対策を施す必要がある.ここでは,新入社員研修の一環として模型ロケットの打ち上げを実施した企業が,どのような対策を実施したのかについて解説する.
技術解説:人工呼吸器に見るセーフティ・クリティカル・システム設計
1.25
ここでは,生命維持装置の一つである人工呼吸器の設計について解説する.メイン・システムが機能しなければサブシステムに切り替え,ポンプが動作しなければ電磁弁で代替するなど,非常時にも機能を果たすことのできるシステムを開発した.システムの機能とユーザの安全をどのように確保するのかという考え方は,医療機器以外の分野にも応用できるだろう.
技術解説:電気電子製品の環境規制に関する最新動向
12.27
欧州連合(European Union,以降EU)で電気電子機器に含まれる特定有害物質の使用制限に関する指令 RoHSが施行された.これを追う形で日本や中国など世界各国で環境に対する規制が施行または検討されている.これらの規制に正しく対処するためには分析手法の標準化や,部品メーカ,機器メーカなどにおける情報の共有化が欠かせない.
技術解説:プロセッサの低消費電力設計
12.27
ここでは,いまや「低消費電力化技術の見本市」となりつつあるプロセッサ(マイクロプロセッサやマイクロコントローラ,ディジタル信号処理プロセッサなど)の技術動向を紹介する.設計時にすべて決まってしまうような静的,固定的な対処法から,適応的,動的,アルゴリズミックな対処法へとシフトしているという.
技術解説:携帯型機器向け電源ICの低消費電力技術
11.21
ここでは,携帯型機器向けの電源IC(CMOS LDO)に採用されている低消費電力技術について解説する.最近の電源ICは,CPUなどが備える低消費電力モードに対応している.外部負荷を監視しながら,これらのモードを自動的に切り替える電源ICも使われている
技術解説:ランドが設計値と違う
―コネクタ&FPC トラブル対策(11)
11.14
ここでは,コネクタやフレキシブル・プリント基板などにかかわる11項目のトラブル対策事例を紹介する.今回はその第11回目である.いずれも実際にビデオ機器や計測器などの製品を開発・設計する立場の技術者が体験した貴重な事例である.
技術解説:FPCとコネクタ端子が短絡
―コネクタ&FPC トラブル対策(10)
11.14
ここでは,コネクタやフレキシブル・プリント基板などにかかわる11項目のトラブル対策事例を紹介する.今回はその第10回目である.いずれも実際にビデオ機器や計測器などの製品を開発・設計する立場の技術者が体験した貴重な事例である.
技術解説:めっきリード用の配線を切っただけなのに動作が不安定に
―コネクタ&FPC トラブル対策(9)
11.10
ここでは,コネクタやフレキシブル・プリント基板(FPC)などにかかわる11項目のトラブル対策事例を紹介する.今回はその第9回目である.いずれも実際にビデオ機器や計測器などの製品を開発・設計する立場の技術者が体験した貴重な事例である.
技術解説:無理に曲げた訳でもないのに断線
―コネクタ&FPC トラブル対策(8)
11.07
ここでは,コネクタやフレキシブル・プリント基板(FPC)などにかかわる11項目のトラブル対策事例を紹介する.今回はその第8回目である.いずれも実際にビデオ機器や計測器などの製品を開発・設計する立場の技術者が体験した貴重な事例である.
技術解説:FPC上のチップ部品が破損する
―コネクタ&FPC トラブル対策(7)
11.06
ここでは,コネクタやフレキシブル・プリント基板(FPC)などにかかわる11項目のトラブル対策事例を紹介する.今回はその第7回目である.いずれも実際にビデオ機器や計測器などの製品を開発・設計する立場の技術者が体験した貴重な事例である.
技術解説:部品の実装面を表裏逆に設計
―コネクタ&FPC トラブル対策(6)
10.31
ここでは,コネクタやフレキシブル・プリント基板(FPC)などにかかわる11項目のトラブル対策事例を紹介する.今回はその第6回目である.いずれも実際にビデオ機器や計測器などの製品を開発・設計する立場の技術者が体験した貴重な事例である.
技術解説:筐体に組み込むと動作不安定
―コネクタ&FPC トラブル対策(5)
10.30
ここでは,コネクタやフレキシブル・プリント基板(FPC)などにかかわる11項目のトラブル対策事例を紹介する.今回はその第5回目である.いずれも実際にビデオ機器や計測器などの製品を開発・設計する立場の技術者が体験した貴重な事例である.
技術解説:CFカードにデータを書き込めない
―コネクタ&FPC トラブル対策(4)
10.26
ここでは,コネクタやフレキシブル・プリント基板(FPC)などにかかわる11項目のトラブル対策事例を紹介する.今回はその第4回目である.いずれも実際にビデオ機器や計測器などの製品を開発・設計する立場の技術者が体験した貴重な事例である.
技術解説:ビデオ・データの伝送でエラー
―コネクタ&FPC トラブル対策(3)
10.25
ここでは,コネクタやフレキシブル・プリント基板(FPC)などにかかわる11項目のトラブル対策事例を紹介する.今回はその第3回目である.いずれも実際にビデオ機器や計測器などの製品を開発・設計する立場の技術者が体験した貴重な事例である.
技術解説:同軸を通したパルスがなまる
―コネクタ&FPC トラブル対策(2)
10.18
ここでは,コネクタやフレキシブル・プリント基板(FPC)などにかかわる11項目のトラブル対策事例を紹介する.今回はその第2回目である.いずれも実際にビデオ機器や計測器などの製品を開発・設計する立場の技術者が体験した貴重な事例である.
技術解説:コネクタのピンが次々と折れる
―コネクタ&FPC トラブル対策(1)
10.12
ここでは,コネクタやフレキシブル・プリント基板(FPC)などにかかわる11項目のトラブル対策事例を紹介する.今回はその第1回目である.いずれも実際にビデオ機器や計測器などの製品を開発・設計する立場の技術者が体験した貴重な事例である.
技術解説:新人研修は「模型ロケット」《指導者・管理者編》
9.14
ここではソフトウェア開発会社(ヴィッツ)の新人研修の事例を紹介する.新人技術者の5人には「模型ロケットを飛ばして,搭載したセンサで加速度や地磁気を観測・記録する」という課題が与えられた.この新人研修を企画した指導者・管理者が,その舞台裏を紹介する.また,研修企画の意図やそのてんまつ,成果についても述べる.
技術解説:マルチプロセッサで実現したH.264ビデオ・デコーダ
8.31
ここでは,マルチプロセッサで実現したH.264ビデオ・デコーダLSIの設計事例を紹介する.二つのプロセッサ・コアを使用し,ソフトウェア・デコードを行っている.ヘテロジニアスな機能分割型で,コンフィギャラブル・プロセッサ・コアを用いている.要求性能を実現するために,ユーザ拡張命令や独自のオンチップ・バスを活用している.
技術解説:組み込みソフトウェア開発の効率の良い学びかた
8.18
ここでは組み込みシステム開発に必要なスキルを効率良く習得する方法を紹介する.組み込みソフトウェア開発に必要なスキルを体系化したものとして,IPA/SECが作成した「組込みスキル標準(ETSS)」がある.これに基づいて自身のしごとを分析すると組み込み技術の全体像やスキルアップの手順が見えてくる.
技術解説:ARMベース・システムLSI開発の事例研究
7.27
ここではARM926EJ-SをコアとするグラフィックスLSIの開発事例を紹介し,ARMベースのシステムLSIを開発する際のポイントを解説する.ファブレス半導体メーカである筆者らは,ビデオ表示やグラフィックス描画の機能,および各種入出力インターフェースを備えるLSIを開発した.
技術解説:第3者試験機関によるPCI Express適合テスト代行サービス
6.29
2005年10月から,PCI-SIG(Special Interest Group)認可のもと,第3者試験機関によるPCI Expressコンプライアンス・テストの代行が可能となった.ここでは,従来PCI-SIGで行われてきたCompliance Workshopと比べたときのメリット,テスト方法などについて述べる.
技術解説:これがプリント基板の組み立て工程だ!
5.17
ここでは,プリント基板の組み立て(部品実装・出荷検査)工程について解説する.ボード設計者はもちろんのこと,回路設計者であっても,製造工程の知識がなければ,コストや性能の面で最適なプリント基板を設計することはできない.
技術解説:メカトロ・システム機器の進化には分散処理が欠かせない
5.11
メカトロニクス機器に分散処理を採用すると,可動部の各機能を階層構造でとらえることができ,性能の向上や機構の単純化を図れる.その一方で,開発環境などの整備の点には課題が残っている.ここではこうした分散処理の基本的な構成や利用のメリット,開発時の課題について,とくにロボットへの適用を意識しながら解説する.
技術解説:アーキテクチャの視点でみたARMコアの変遷と動向
4.17
ARMプロセッサは歴史を積み重ねてきたRISC CPUだが,組み込み機器の中でのみ使われてきたこともあり,そのシリーズ展開は意外と知られていない.ここでは「ファミリ」と「アーキテクチャ」の観点で,ARMコアの変遷と動向について解説する.最新のCortexファミリの概要にも触れる.
技術解説:あなたが設計したLSIから秘密情報が漏れてます
4.03
LSIからのデータの読み出しは,I/Oポートを介してのみ行われるわけではない.LSIが演算を行っているときに発する電磁波や熱,音などを測定,解析して,データを読み取ることもできる(いわゆる,サイドチャネル攻撃).ここでは,暗号技術の歴史を交えながら,サイドチャネル攻撃についての業界の動向を紹介する.
技術解説:設計品質確保の思想
―航空宇宙エレクトロニクスに学ぶ「信頼性設計」
3.28
航空機や宇宙機に搭載する機器のエレクトロニクス設計では,高い信頼性が要求されます.そのため,部品・材料の信頼性,工程の信頼性,機器(デバイス)の信頼性,そしてシステムの信頼性を階層的に保証しながら製品開発を進めています.こうした考えかたは,ディジタル家電や車載機器といった民生用機器の開発とも共通します.
技術解説:低コスト・低消費電力のカーナビ・システムを構築するためのハード&ソフト設計
3.01
ここでは,カー・ナビゲーション・システムのプラットホーム基板の開発事例を紹介する.ここで取り上げるのは,低価格帯のシステムをターゲットとしたボードである.一つのプロセッサで測位や電子地図表示,音声ガイダンスなどの処理を行うためには,ソフトウェアを開発する際に各処理に必要なCPUパワーを考慮してタスクを振り分ける必要がある.
技術解説:組み込みシステム設計者のためのLIN2.0マイコン実装術(後編)
2.17
前編と中編でLIN 2.0のプロトコル仕様について説明した.今回は,このLIN 2.0プロトコルを実際にマイコンに実装するためのドライバ・ソフトウェアの設計について,事例を交えて解説する.
技術解説:組み込みシステム設計者のためのLIN2.0マイコン実装術(中編)
1.17
前回に引き続き,プロトコル仕様について解説する.今回は,フレーム構造の詳細やスケジューリング,エラー処理を説明する(LIN Protocol Specification の2.1.2章以降の後半部分に相当).また,診断に関する規定が記述されている仕様書である“Diagnostic and Configuration Specification”の内容も紹介する.
技術解説:組み込みシステム設計者のためのLIN2.0マイコン実装術(前編)
1.12
本稿では,ネットワーク・プロトコル規格「LIN(local interconnect network)2.0」について解説する.LINはボディ(車体)系の比較的低速なネットワークを低コストで実現するために策定された規格だが,こうした特徴を家電機器に採用しようという動きがある.本稿では,今回の前編と次回の中編でプロトコルの詳細を,後編でソフトウェアの開発事例を紹介する.今回は,とくに仕様書ではあいまいな部分を中心に,プロトコルについての理解を深める.
技術解説:民生用LSIへの搭載を想定した低コストの1回書き込み型メモリ・コア
12.28
米国Kilopass Technology社は,1回書き込み型の不揮発メモリ・コアを開発した.CMOS技術で製造できるため,最先端プロセスのLSIに容易に搭載できる.また,フラッシュ・メモリなど,ほかの不揮発メモリと比べて製造コストが安い.例えば,コストに厳しい民生用LSIにおけるファームウェアや暗号かぎの格納,アナログ・トリミング,液晶ドライバの特性調整などの用途を想定して開発した.
技術解説:自動車のセーフティ機能の多様化に対応するセンサ・ネットワーク
12
.28
セーフティ機能を実現するためには,自動車の衝突や横転,乗員の有無などのデータが必要となるが,これらはセンサによって検出されている.乗員の安全性を向上させるため,最近では自動車のセーフティ機能が強化されている.ここでは,エア・バッグ・システムを例にとり,車載センサのネットワーク化について解説する.
技術解説:物理層にUWBを用いるWireless USB接続
12.14
USB 2.0規格をワイヤレスに対応させようという動きが出てきている.2005年5月には,The Wireless USB Pro- moter Groupが物理層とMAC(media access control)層にマルチバンドOFDM方式のUWB(Ultra Wideband)を用いる「Wireless USB」仕様を公開した.ここでは,この仕様と従来のUSB 2.0の相違点をまとめた.
技術解説:今,フラッシュFPGAが求められている理由
11
.21
ここでは,フラッシュ・メモリ技術を利用したFPGAのデバイス・アーキテクチャとその特徴について解説する.フラッシュFPGAのデバイス・アーキテクチャは,フラッシュ素子をセルや配線の記憶に使用する「直接型」と,SRAM FPGAにコンフィグレーション用のフラッシュ・メモリを集積した「間接型」の2種類に分類できる.
技術解説:車載応用ソフトの移植性を高める通信仕様「OSEK COM」
10
.20
ここでは,自動車のECU(electronic control unit)間の通信仕様「OSEK COM」について解説する.この仕様は,欧州の自動車メーカなどを中心とした車載制御ユニットの標準化に関するプロジェクト「OSEK/VDX」で定義されているものである.OSEK COM仕様に準拠した通信モジュールを用いることで,アプリケーション・ソフトウェアの開発者は物理層などの下位層を意識せずに,設計を行えるという.
技術解説:組み込み分野における「マルチプロセッサ」とは
9
.27
ひと言で「マルチプロセッサ」と言っても,ハードウェアやソフトウェアの構成などによって実現できる機能が異なる.また,マルチプロセッサ構成を採用すると性能の向上や消費電力の低減に効果があるが,その一方で,開発環境などの整備の点で課題が残っている.ここでは,こうしたマルチプロセッサの基本的な構成や利用のメリット,今後の課題について,とくに組み込み機器分野での利用を意識して解説する.
技術解説:「組込みスキル標準」を活用する
―目標を持つことがスキルアップの近道
9.1
ここでは,2005年5月に公開された,組み込みソフトウェア環境に従事する人材を対象とするスキル標準「組込みスキル標準(ETSS)」について解説する.今回公開されたものは一部ドラフト版も含んでいる(正式版が出そろうのは2006年春以降の予定)が,スキル標準がどういうものであり,どう活用できるのかを具体的に考えるための参考になるだろう.
技術解説:クルマの中の“組み込み技術”
―写真で見る最新組み込みシステム
8
.22
ひと言で「組み込み機器」といってもその分野は幅広く,単純にスイッチのON/OFFに応じてランプの点灯・消灯を制御するものから,膨大な画像データを読み込んで処理を施し,ディスプレイに映し出すものまでさまざまである.ここでは,現在もっとも注目を集めている組み込みシステムの一つである「自動車」の機能を取り上げながら,組み込み技術の事例を紹介する.
技術解説:マルチプロセッサLSIに適したオンチップ・ネットワーク
8.15
プロセッサ・インターフェースとして一般的なバス・システムは,マルチプロセッサ・システムではシステム性能のボトルネックになりやすい.ここでは米国Tensilica社が同社のXtensa LX向けに提供しているTIEポートというダイレクト・データフロー・インターコネクトを例に,マルチプロセッサLSIに適したオンチップ・ネットワークについて考える.
技術解説:電子機器開発者のための半導体パッケージ熱設計入門
7.25
一つのチップに多数の回路を集積したシステムLSIや,一つのパッケージに複数のチップを封止したマルチチップ・モジュールを使ったシステム設計が一般的になってきた.そこで表面化してきた問題が,機器の熱設計である.ここでは,半導体パッケージの熱特性を理解しながら,どのように熱抵抗を抑え,電子機器を設計すればよいかについて解説する.
技術解説:Icarus Verilog + IVIの使い勝手を試す―
GUI付き無償シミュレータ
6.24
ここでは,フリー・ソフトウェアとして提供されている波形表示ソフトウェア「IVI」を紹介する.Icarus VerilogなどのHDLシミュレータにIVIを組み込むことにより,波形表示GUI付きのシミュレータとして利用できる.
技術解説:Serial Attached SCSIとの共存を考慮したPCI Express設計
6
.8
PCI Expressは一つの物理リンク当たり2.5Gbpsの,Serial Attached SCSIは3Gbpsのデータ伝送速度に対応しています.この両者を組み合わせることで,システム設計者はストレージ・システム全体の性能を引き上げることができます.ここでは,PCI ExpressとSerial Attached SCSIの特徴を説明しながら,両者が共存するシステムに最大の帯域幅を持たせる方法を解説します.
技術解説:干渉を起こさない2.4GHz帯ワイヤレス通信を実現する
5.26
ここでは,最近,ワイヤレスLANやBluetoothなどで広く利用されるようになった2.4GHz帯のワイヤレス通信システムの干渉問題を取り上げる.同じ周波数を利用する無線システムどうしが近くで動作すると,ノイズがのって受信側へうまくデータを転送できなくなる場合がある.本稿では,2.4GHz帯のワイヤレス通信における主な干渉発生源を取り上げ,そのメカニズムを解説する.
技術解説:携帯電話向け高速シリアル伝送の実力を実デバイスで評価
5
.16
携帯電話では,高精細の液晶表示や動画表示によるデータ量の増加,さらには形状の多様化に伴って,消費電力やヒンジ部の電磁放射ノイズ(EMI)の増大,ピン数の増加などが深刻な問題となっている.こうした課題の一つの解として,シリアル・インターフェースの採用が挙げられる.ただし,携帯機器に利用するには消費電流を抑えたインターフェース規格が必要になる.
技術解説:市場に受け入れられる製品は何か
―ワイヤレス機器の開発手法(17
)
4.15
本連載を執筆している間に,世間の動きはずいぶん変わったと感じている.今回は最終回として,ワイヤレス通信に関する動向の中で,携帯電話の今後のありかたや複数のワイヤレス通信機器の融合,インターネット技術の台頭などについて述べたい.これらのテーマは,現在のワイヤレス通信機器に深くかかわっている.どれも別々に論じられるものではなく,互いに絡み合っている技術と言える.
技術解説:
CAN-LINゲートウェイのソフトウェア・モジュールの実装
4
.1
自動車に搭載されるネットワークの規格としてCANが普及してきた.また,CANほどの高速性を求められないミラー制御やウィンドウ制御といったボディ系のネットワークには,低コストで通信できるLINが採用されつつある.この2種類のネットワークはプロトコルなどが異なるため,1台の自動車に組み込むにはゲートウェイ装置が必要となる.ここでは,実際に開発された試作機を例に挙げながら,ゲートウェイの設計について解説する.
技術解説:デバッグを行う
―つながるワイヤレス通信機器の開発手法(16)
3
.16
前回は,開発した機器のデバッグを行うためのプロトタイプについて説明し,その中でモニタリングの方法を簡単に紹介した.今回は,プロトタイプやその上に実装されたモニタなどを使ってデバッグする手法について説明する.
技術解説:需要が拡大する自動車制御OSを知る
3
.8
本稿では,自動車制御の現状と,自動車制御OSに求められる機能について解説する.また,欧州の自動車メーカなどによるプロジェクト「OSEK(オーゼック)/VDX」が策定した自動車制御OS仕様や,筆者らが開発した自動車制御用OS「TOPPERS/OSEK」について述べる.
技術解説:今さら聞けないマルチプロセッサの基礎教えます
2
.18
組み込みシステムやシステムLSIにおいて,対称型や非対称型のマルチプロセッサ・システムを設計,利用する機会が増えてきた.ところで,実際にマルチプロセッサがどのように動作しているかご存じだろうか? 本稿では,マルチプロセッサ・システムにおけるCPUやOSの動作,アプリケーションを開発するときの注意点などについて解説する.
技術解説:プロトタイプを開発する―
つながるワイヤレス通信機器の開発手法(15)
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これまで,ワイヤレス通信機器を機能ごとに分割し,それぞれのアーキテクチャやハードウェア,ファームウェアの設計手法について説明してきた.次に必要なことは,机上で設計した回路または機器がほんとうに動くかどうかの検証である.今回は,設計した機器のデバッグや動作検証に必要なプロトタイプの開発について説明する.
技術解説:
TCP/IPプロトコル・スタックの省メモリ開発事例(後編)
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TCP/IPプロトコル・スタックの省メモリ開発事例の後編をお届けする.前編では,ROM 64Kバイト,RAM 8Kバイトの16ビット・マイコンに収まるTCP/IPプロトコル・スタックを作った.今度はそれを,ROM 16Kバイト,RAM 1Kバイトの16ビット・マイコンに搭載する.
技術解説:TCP/IPプロトコル・スタックの省メモリ開発事例(前編)
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安価な16ビット・マイコンは機器制御などに広く使われている.そのマイコンにTCP/IPプロトコル・スタックを搭載すれば,マイコンはネットワーク対応マイコンに変身し,ネットワーク経由で機器の情報を取得したり,設定を変更したりすることができる.本稿では,TCP/IPプロトコル・スタックの16ビット・マイコンへの実装について解説する.