「CPUの処理能力を上げたのに、なぜかデータ転送で処理が詰まる」。 組込み開発では、このような現象がよく起こります。センサー値の取り込み、通信データの受信、AD変換結果の保存、画像や音声データの転送など、CPUが本来の計算ではなく「データを右から左…

「同じアドレスなのに、ある場所を読むとRAMの値が返り、別の場所を読むとスイッチの状態が返る」 組込み開発を学び始めると、このような説明に戸惑うことがあります。 パソコンの感覚では、メモリはデータを保存する場所に見えます。しかしマイコンでは、GP…

マイコンやRaspberry PiでLEDを点灯させたり、スイッチの状態を読み取ったりするとき、必ず登場するのがGPIOです。 一見すると単なる端子の名前に見えますが、GPIOを正しく理解していないと、入力と出力の設定ミス、電圧違い、過電流、チャタリング、ノイズ…

電源ボタンを押すと、パソコンやスマートフォンは数十秒でOSを起動します。 しかし、CPUは電源投入直後からWindowsやLinuxを直接読み込めるわけではありません。メモリも初期化されておらず、ストレージ上のOSをどこから読めばよいかもまだ分からない状態で…

「OSを入れずに制御する」と聞くと、古い技術のように感じるかもしれません。 しかし、マイコンでLEDを点滅させる処理、モータを決まった周期で回す処理、電源投入直後に機器を立ち上げる処理など、組込み開発の根元には今でもベアメタルの考え方があります…

「組込みOSは、普通のOSを小さくしたもの」と考えていないでしょうか。 この理解だけでは、RTOS、組込みLinux、トロン、ベアメタルの使い分けで迷いやすくなります。 組込みOSとは、家電、自動車、産業機器、通信機器などの専用機器の中で、CPU、メモリ、入…

電源を入れた瞬間に家電が起動し、センサーの値を読み取り、モーターを決められた順番で動かす。 普段は画面に表示されない裏側で、機械を静かに動かしているのがファームウェアです。 ファームウェアは、単なるアプリケーションソフトではありません。ハー…

「モーターを止める信号を出したのに、数十ミリ秒だけ遅れて反応した」。 パソコンやスマートフォンであれば、この程度の遅れはほとんど気になりません。画面表示が一瞬遅れても、メール送信が少し待たされても、多くの場合は大きな問題にはなりません。 し…

家電の電源ボタンを押すと、すぐにモーターが回り、温度を測り、表示ランプが点灯します。 このような動きは、パソコンのように人が画面を見ながら自由に操作しているわけではありません。製品の中に組み込まれた小さなコンピュータが、あらかじめ決められた…

「小さな基板にCPUもメモリも入っている」と聞くと、パソコンを小型化したものを想像するかもしれません。 しかし、家電、自動車、産業機器、センサ機器の中で使われているマイコンは、パソコンとは役割も設計思想も大きく異なります。 マイコンとは、CPU・…