低価格FPGAを用いた文字認識AI推論の全体像
FPGAにニューラルネットワークを実装するプロセスを学ぶ本連載。第1回では、連載の狙いや、文字認識AIモデルの概要、どのようにFPGA上で文字認識を行うかなど全体の流れを紹介する。 はじめに 本連載は、PCで学習した文字認識のAI（人工知能）モデルのニューラルネットワークを、低価格で入手できるFPGA開発ボードに実装して推論実行することを目指します。第1回記事である本稿では、筆者が何をしようとしているのか、またどこを目指しているのかを共有するために全体的な流れを紹介したいと思います。 使用するのは低価格のFPGA開発ボード「Tang Nano 9K」 今回は、8×8のLEDドットマトリックス上の5×5ドットの枠内に表示された文字を認識するニューラルネットワークを用います。学習はPCで行い、推論（実行）はFPGAで行います。 FPGA開発ボードはSipeedが製造／発売している「Tang N
新生アルテラが再誕、インテルからの独立で「FPGAだけに専念できる」
インテルでFPGA製品を手掛けるPSG（Programmable Solutions Group）が、インテルからのスピンアウトによりアルテラ（Altera）として独立することを発表した。2015年のアルテラ買収から約10年間を経て、再びアルテラが独立企業としてFPGA製品を展開して行くことになる。 インテル（Intel）でFPGA製品を手掛けるPSG（Programmable Solutions Group）は2024年2月29日（現地時間）、PSGがインテルからのスピンアウトによりアルテラ（Altera）として独立することを発表した。2015年にインテルが167億米ドルで当時独立企業だったアルテラを買収して以降、独立した事業部門として統合された後、ネットワークやデータセンター、AI（人工知能）などを手掛ける事業部門に統合されるなどしていたが、再び独立企業のアルテラとして事業を展開して行
FPGA評価ボードに十字キーを付けてみた【前編】
はじめに みなさんこんにちは。この連載の記事を書くのもしばらくぶりなのでこのようなあいさつとなってしまいました（編注：2023年9月公開の前回記事は夏前の入稿）。筆者は発作的に原稿を書くタイプなので、その発作が来ないと全く原稿もコードも回路図も書きませんし、そういった創作系の作業は一切手につかないのです。この秋になってその時期が3カ月ぶりに巡ってきたので今回の原稿を書いています。そこで、このシリーズ復帰第1作目のテーマですが「FPGA評価ボードに十字キーを付けてみた」となります。 ⇒連載「注目デバイスで組み込み開発をアップグレード」のバックナンバー それがどれだけうれしいのかということですが、筆者はこれ以外にMONOistで2つの連載を持っています。1つは「オリジナルCPUでバイナリコード入門」、もう1つは秋の終わりごろには始められるであろうFPGAにおけるニューラルネットワーク活用の連載
組み込みエンジニアの本能的な欲求から生まれた？ ポーランド発RTOS「DioneOS」
リアルタイムOS（RTOS）の「DioneOS」（「ディオネオス」と発音するそうだ）は、2013年で開発がストップしたようだ。ただし、開発がストップしただけで、現在も販売しているというあたりがちょっと不可解ではある（まぁなんとなく理由は分かるが）。 ⇒連載記事「リアルタイムOS列伝」バックナンバー Atmel AVR8でも動く非常に小規模なRTOS DioneOSは、ポーランドのEleSoftRomで開発された商用RTOSである。EleSoftRomは2008年にPiotr Romaniuk氏によって設立された企業だが、当人はCompany Owner兼CTOというポジションに就いている。ただ、どうも他にCEOを立てているというわけでもなさそう（何しろ同社のCompany ProfileのWebページを見るとRomaniuk氏の経歴が出てくる）あたりは、極めて少人数（というか下手をするとR
世界初、燃料物質である“油”を細胞外に生産する微細藻類の開発に成功
大成建設、埼玉大学、中部大学、かずさDNA研究所の4社は、外来遺伝子を導入することなく、燃料物質である“油”を細胞外に生産する微細藻類の作製に世界で初めて成功した。 大成建設、埼玉大学、中部大学、かずさDNA研究所の4社は2023年4月12日、外来遺伝子を導入することなく、燃料物質である“油”を細胞外に生産する微細藻類の作製に世界で初めて成功したと発表した。新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）のプロジェクト「カーボンリサイクル実現を加速するバイオ由来製品生産技術の開発」の下で開発したものだ。 微細藻類の一種である「シアノバクテリア（Synechococcus elongatus PCC 7942株）」に対して特定遺伝子の発現を抑制／強化することで、細胞内の燃料物質である遊離脂肪酸（Free Fatty Acid、FFA）を効率的に細胞外に生産することを実現している。 培養した藻類
LANケーブルから直接パケットを取得するワイヤタッピングプローブ
LANケーブルから直接パケットを取得するワイヤタッピングプローブ：Black Hatでハードウェアハック！（1）（1/3 ページ） 筆者の今岡通博氏がハッカーの祭典「Black Hat」に投稿した、ハードウェアの改変を中心にしたハッキングの事例を紹介する本連載。第1回は、LANケーブルからのスニッフィング（パケット取得）を可能とする「LANケーブルから直接パケットを取得するワイヤタッピングプローブ」だ。 はじめに こんにちは、連載「注目デバイスで組み込み開発をアップグレード」の筆者の今岡です。今回は、それとは別に「Black Hat」をネタにした連載記事を企画しました。 Black Hatは年に3回、北米、欧州、アジアで開催されている最大級のハッカーの祭典です。名だたるハッカーが世界中から集まり、今のサイバーセキュリティの問題点などを議論する場です。筆者はこのBlack Hatで、ハードウ
RS-232Cを使ってWindowsのコマンドプロンプトから電磁弁を直接動作させる
はじめに 前回記事は最後に「次回も電波（RF）に関わるデバイスを紹介したいと思います」と予告していましたが、ちょっと予定を変更して今回は「電磁弁」をテーマにしたいと思います。 電磁弁をPCから制御するには、それなりのプログラムを書くのが普通でしょう。それだとあまり面白くないので、今回はプログラムレスで電磁弁を制御する方法について考えてみました。今回は、WindowsベースPCのコマンドプロンプトからの操作だけで電磁弁を制御して、ペットボトルの水を出したり止めたりする実験に挑戦してみます。 ⇒連載「注目デバイスで組み込み開発をアップグレード」のバックナンバー 電磁弁とは 電磁弁は英語ではSolenoid Valve（ソレノイドバルブ）と呼ばれており、電磁石と弁で構成されています。電磁石の電流のオンとオフにより弁が閉じたり開いたりするデバイスです。これにより液体や気体を流したり止めたりすること
純度99.9996％の超高純度鉄が哺乳類細胞を接着、増殖させることを解明
東北大学は、99.9996％純度の超高純度鉄が、表面処理を施すことなく、哺乳類細胞を接着、増殖させる基質となることを明らかにした。超高純度鉄上で細胞分化も誘導可能だ。 東北大学は2020年5月13日、99.9996％純度の超高純度鉄(ABIKO-iron)が、表面処理を施すことなく、哺乳類細胞を接着、増殖させる基質となることを明らかにしたと発表した。ABIKO-iron上で細胞分化も誘導でき、その際にさまざまなストレス応答遺伝子の発現も見られなかった。本成果は、同大学大学院生命科学研究科 教授の東谷篤志氏らの研究グループによるものだ。 研究グループは、ABIKO-iron上における各種哺乳類培養細胞の細胞接着性、増殖活性、細胞分化能から、ABIKO-ironの生体適合性を調べた。その結果、ABIKO-ironは細胞接着性、増殖活性に優れており、分化誘導培地では筋芽細胞から筋管細胞、間葉系幹
価格1万2000円でIoTによる制御を実現、「からくり」を拡張する簡単コントローラー
価格1万2000円でIoTによる制御を実現、「からくり」を拡張する簡単コントローラー：簡単自動化（1/2 ページ） 工場向けアルミフレームを展開するSUSは「誰でも初めてでも使える」ことをコンセプトとしたFA向けコントローラー「SiO」シリーズを拡張し、イーサネット接続機能とデータ活用支援ソフトを追加した「SiO t」を2020年9月に発売した。「制御」と「IoTによるデータ活用」を簡単に実現することで、スマート工場化への取り組みの裾野を広げていく方針だ。
あなたの部屋にもガスタービン、IHIが手のひらサイズを開発
石炭火力発電などと比べて、比較的短時間に低コストで増設できるガスタービン発電が注目を集めている。とはいえガスタービン発電機は電力会社や大口需要家に向けたもの。価格も数千万円である。用途は限られている。 このような常識を覆す装置をIHIが開発した。同社が世界初と主張する「携行型超小型ガスタービン発電機」である。2012年2月16日、自立発電実証に成功した。 開発したガスタービンは直径8cm、長さ12cmであり、1.2kgと軽い（図1）。このサイズで発電機も内蔵する。プロパンガスを供給することで、毎分40万回転（40万rpm）で動作し、400Wの電力を生み出す能力がある。 図1 発電機内蔵ガスタービン 「現時点の効率は5％だが、小型熱交換機を外付けすると15％になった。量産時は20％にまで高めたい」（IHI）。エネルギー密度やパワー密度では、二次電池や燃料電池などを大きく超える潜在能力があると
“量産”に使える金属3Dプリンタ、カギとなる技術を三菱重工工作機械が開発
三菱重工工作機械は2019年5月16日、海外市場に向けて金属3Dプリンタの展開を開始することを発表した。2019年5月20～23日に米国デトロイトで開催される先端立体造形技術の見本市「RAPID+TCT2019」で、金属3Dプリンタ「LAMDA」に加え、新たに開発した「モニタリングフィードバック機能」や「ローカルシールド機能」などの技術を紹介する。これらの関連技術は「実用レベルで実装されたのは世界で初めて」（同社）だとしている。 グローバル展開のカギを握る金属3Dプリンタ 三菱重工工作機械では、グローバルの売上高拡大や新たな産業機械領域の拡大を進める方針を示しているが、その原動力として重要視しているのが金属3Dプリンタである。三菱重工工作機械 代表取締役社長 CEO 岩崎啓一郎氏は「グローバル化とデジタルイノベーションにより新規事業領域を拡大する方向性を打ち出しているが、その成長の中心とな
FPGA向けCortex-Mプロセッサを無償提供 - MONOist（モノイスト）
Armは、ザイリンクスとの協業により「Arm DesignStart」プログラムを強化し、FPGA向けの「Arm Cortex-M」プロセッサを無償提供する。低コストで迅速なFPGAシステムの開発を支援する。 Armは2018年10月1日（現地時間）、ザイリンクスとの協業により「Arm DesignStart」プログラムを強化し、FPGA向けの「Arm Cortex-M」プロセッサを無償提供すると発表した。低コストで迅速なFPGAシステムの開発を支援する。 2010年から開始したArm DesignStartでは、ArmのIPとサブシステムを低価格または無償で提供している。ザイリンクス製品とのFPGA統合により、「Cortex-M1」「Cortex-M3」のソフトプロセッサIPをライセンス料やロイヤリティーなしで利用できる。 今回の協業により、ザイリンクスのFPGA「Spartan」「Ar
「エンジニア・プログラマー」が中学生男子の将来就きたい仕事5位に
アデコが「将来就きたい仕事」に関する調査結果を発表。「エンジニア・プログラマー」が、前回のランク外から全体の10位に、中学生（13歳～15歳）男子の部門では5位に入った。全体の1位は男子が「サッカー選手」、女子は「パティシエ」だった。 総合人事・人財サービスを展開するアデコは、2018年3月26日に「将来就きたい仕事」に関するアンケート調査結果を発表した。 調査対象は、日本全国の小中学生1000人。大人になったらどのような仕事をしたいかを尋ねたところ、男子（6歳～15歳）の3.2％が「エンジニア・プログラマー」を選んだ。前回（2017年）の将来就きたい仕事ランキングではランク外だったが、今回は10位にランクインしている。 男子（6歳～15歳）の1位は「サッカー選手」（8.0％）。2位が「医者」（6.4％）、3位「野球選手」（5.6％）と続く。サッカー選手を選んだ男子の割合は、昨年の7.4％
三菱電機の「コンパクトな人工知能」、FPGAへの実装も可能に
三菱電機は小規模なFPGAにも実装できる「コンパクトなハードウェアAI」を発表。深層学習などによって得た推論アルゴリズムについて、従来と比べて処理速度を10倍、もしくはFPGAの回路規模を10分の1にすることができるという。 三菱電機は2018年2月14日、東京都内で開催した研究開発成果披露会において、小規模なFPGAにも実装できる「コンパクトなハードウェアAI」の展示を行った。深層学習（ディープラーニング）などによって得た推論アルゴリズムについて、処理速度を10倍、もしくはFPGAの回路規模を10分の1にすることができるという。 同社は2016年2月に、組み込みCPUで動作可能な「コンパクトな人工知能」を発表している。深層学習などによって得た推論アルゴリズムを、推論精度を維持しながら「Cortex-A7」クラスの組み込みCPUに実装できるようにする技術だ。 今回発表したコンパクトなハード
金属原子移動型スイッチを搭載したFPGAのサンプル製造を開始
NECは、金属原子移動型スイッチ「Nanobridge」を搭載したFPGA「NanoBridge-FPGA」のサンプル製造を開始した。金属スイッチの金属架橋の有無によって回路情報を保持し、エラー発生率100分の1以下の高い放射線耐性を備えた。 NECは2017年10月19日、金属原子移動型スイッチ「Nanobridge」を搭載したFPGA「NanoBridge-FPGA」のサンプル製造を開始した。同年度中にサンプル出荷を開始する予定で、最大製造規模は月間5000枚を見込む。 NanoBridgeは、半導体チップ内の信号配線を接続・切断（オン・オフ）するスイッチ素子。これを活用したNanoBridge-FPGAは、現在主流のSRAM型のFPGAとは異なり、電荷の有無ではなく金属スイッチの金属架橋の有無によって回路情報を保持する。これにより、エラー発生率100分の1以下の高い放射線耐性を備えた
機械との対話が自然かつ滑らかに、ヤマハの自然応答技術を電子工作基板に搭載
HEARTalkは、人間と機械の会話を自然に行うためにヤマハが開発した独自技術だ。人間の呼びかけの音楽的要素である韻律（発話の声の強弱、長短、高低、間、抑揚）をリアルタイムに解析し、応答に適した自然な韻律を導出する。従来は単調だった機械の応答音声が、人間にとって自然な、強さ、抑揚、間、高さで返ってくるようになるという。 HEARTalk UU-001は、電子楽器「ウダー」を製作する宇田道信氏が企画を担当しており、自作の工作機械やロボットにHEARTalkを組み込むための電子工作向け基板となっている。 HEARTalk UU-001の電源を入れると、入力された音声を解析し、応答に適した自然な韻律の音声を出力する。音声入力は、ボード上に実装されているマイクに向かって話しかける形で行う。音声出力は、同梱のスピーカー（接続もしくははんだ付けが必要）とヘッドフォン端子からの出力に対応している。電源は
TimeQuestによるタイミング解析を学ぶ
タイミング・レポートの作成 GUIの左側中央に「Task」というラベルの付いたウィンドウがあります。ここにはさまざまなコマンドへのショートカットが並んでいます。この中のレポート作成コマンドをダブル・クリックすると、タイミング解析が実行され、解析結果がレポートとして作成されます。 それでは、実際にレポートを作成してみましょう。まず、「Report All Summaries」をダブル・クリックします（図5①）。これは最も基本的な6種類のレポートをまとめて作成するためのマクロへのショートカットです。 画面左上の「Report」というラベルの付いたウィンドウに、作成された6つのレポートが表示されます（図5②）。ここでは、この中から「Summary （Setup）」を選択してみます。すると、画面右側の大きなウィンドウにクロックごとのセットアップ解析結果をまとめたレポートが表示されます（図5③）。
SDCを使ったタイミング制約を押さえよう
前回は、タイミング解析の基本的な考え方や用語について説明をしました。今回からは、実際の回路のタイミングを、SDC（Synopsys Design Constraints）により制約する方法を解説します。 必要なタイミング制約は？ 初めて回路の設計をしたときに、どれだけのタイミング制約をすればいいかで、悩んだことはないでしょうか？ この答えは、「少なくとも回路内のすべてのパスに対して」です。制約されていないパスが回路内にあれば、設計が完了したとはいえません。回路によっては、タイミングの考慮が不要なパスがあるかもしれませんが、その場合には、必ずフォルス・パス（False path）の制約をします。そうしないと、合成や配置・配線ツールは、本来は必要のないタイミングを満たそうとして、無駄に時間を使ったり、本当にタイミングを満たしたいパスを最適化できなくなったりします。 回路内のすべてのパスは、次の
「これがニッポンの災害対応ロボットだ」――日立、東芝、三菱重などが研究成果を一斉公開
「これがニッポンの災害対応ロボットだ」――日立、東芝、三菱重などが研究成果を一斉公開：研究開発／ロボット技術 災害対応ロボット技術の開発に取り組んできた新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の「災害対応無人化システム研究開発プロジェクト」が2012年度で完了する。これを受け、参画企業・教育機関が開発した9分野のロボット技術を一斉公開した。 東京電力・福島第一原子力発電所の事故以降、人になり代わり、現場状況の把握や復旧活動を行う災害対応ロボットの活躍が期待されている。 これまで、原子炉建屋内の過酷な状況下において、幾つかの国産ロボットが試験的に投入されてきたが、汎用性・機動性・耐久性などの課題があることが判明。国産ロボットの早急な技術水準の向上、災害対応技術の強化が求められてきた（関連記事1、関連記事2、関連記事3）。 これを受けて、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は2
11年かけて完成させたカブトムシ型“超”巨大ロボットが熱い！
“人が乗れる巨大ロボット”というと、誰もがTVアニメ『機動戦士ガンダム』や『装甲騎兵ボトムズ』に登場するような人型ロボットを想像することだろう（関連記事1、関連記事2）。 2012年11月9、10日に長野県上田市で開催された「上田地域産業展2012」に登場したのは、何とカブトムシ型ロボット。その名も「カブトム RX-03（KABUTOM RX-03）」だ。
リリース、障害情報などのサービスのお知らせ
最新の人気エントリーの配信
j次のブックマーク
k前のブックマーク
lあとで読む
eコメント一覧を開く
oページを開く
