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リアルタイムOSの概要コンピュータという言葉から何を想像しますか?パーソナルコンピュータ、サーバ、スーパーコンピュータなどは、まさにコンピュータらしいコンピュータと言えるでしょう。これらは、汎用な目的に使用できる情報処理型のコンピュータです。しかし、コンピュータはこのようなものばかりではありません。 例えば、携帯電話、ビデオカメラ、デジタルカメラ、コピー機、ファックス、自動車、カーナビ、携帯音楽プレーヤ、HDDレコーダ、自動販売機など、身の回りの多くのものにコンピュータが入っています。これらのコンピュータは、実世界の動きに合わせてセンサーやアクチュエータなど他の機械システム等と協調して動作し、目的に応じたサービスを提供します。このようなコンピュータシステムは組み込みシステムと呼ばれています。 組み込みシステムは特定の機能を実現するための専用化されたシステムです。いまや私達の生活には欠かせま
ストリートをはじめとしてさまざまな音楽シーンで使われるペルー生まれの打楽器「カホン(Cajon)」に、電子音を加えた画期的なハイブリッド・カホン「ELCajon EC-10」が登場した。生みの親はシンセサイザーやBOSSブランドのエフェクターなどで知られるローランドである。Arm Cortex-M0コアを搭載したSTマイクロエレクトロニクス(以下、ST)製のSTM32F0マイコンを搭載して、発音を含むすべての制御を行っているという。「ELCajon EC-10」を開発したローランドの皆さんにお話を伺った。 集合写真(左より) STマイクロエレクトロニクス株式会社 マイクロコントローラ・メモリ・セキュアMCU製品グループ マイクロコントローラ製品部 石川 義章 氏 ローランド株式会社 第1開発部 主任 Arm認定MCUエンジニア 高﨑 量 氏 ローランド株式会社 第4開発部 課長補佐 渡邊
フラッシュベースのFPGA「MAX 10 FPGA」を使用し、不要なIPを引き算して使う新しいアプローチで、マイコンとしてのMAX 10 FPGAをご紹介します。MAX 10 FPGAの機能や特徴を生かしたデモアプリの他に、組み込みLinuxシステムのカーネルビルドやカーネルイメージの実装までを動画でご紹介します。
(*1)SIMD(single instruction multiple data)演算とは、1命令で複数データの演算を行うコンピュータの並列化の形態のことをいいます(パック演算 / パックド演算・ベクトル演算とも表現します)。 (*2)命令によって使用できないデータ型がありますので注意ください。 Armレジスタを使用した演算処理例Armレジスタの演算は、1命令で1演算処理を行います。 【Armレジスタを使用した演算例】 NEONレジスタを使用した演算処理例NEONレジスタの演算処理は、指定したデータサイズにて1命令で複数の演算処理を行います。演算処理は、指定したデータサイズごとに行われます。64ビット幅のレジスタを選択し、16ビット幅の演算を行う場合、0から15ビット、16から31ビット、32から47ビット、48から63ビットの各々で演算を行い、この単位をレーンと呼びます。 【NEONレ
SysTick(システムタイマ)Cortex-M3はマイコンの周辺機能とは別にフレキシブルなシステムタイマを持っています。24ビットの自動再ロードダウンカウンタです。カウント終了割り込み発生機能が付いているため定期的な例外処理(第13回参照)を発生させることができます。他の例外処理と同じく優先順位は設定可能です。 SysTickクロックは2つのソースから選択可能です。ひとつはCPUクロックです。もう一つは外部参照クロックと呼ばれ、各マイコンによって異なります。外部参照クロックが選択できないマイコンもありますので、各マイコンの説明書を参照してください。多くの場合、外部参照クロックはCPUクロックを分周したクロックが選択できます(例えば、8分周等)。このタイマはリアルタイムOSやタスクスケジューリングのように時間管理に最適なタイマです。 SysTickの特徴SysTick制御およびステータスレ
産業機器、オーディオ製品、通信デバイスをはじめとする多くの組み込みアプリケーションは、わずかなタイミングの違いで動きが変化します。そのため、開発・検証のためにprintfなどを仕掛けることが難しく、開発効率が伸び悩むケースも増えています。そこで今回の実験室では、システムを止める事なく内部状態を取得できるデータ計測ツール「EVRICA」を紹介いたします。組み込みアプリケーションの開発や検証に欠かせない、新しい開発ツールです。
Cortex-A9プロセッサの概要Cortex-A9プロセッサはArmv7-Aアーキテクチャで、1コアから4コアまでのマルチコア構成が可能なプロセッサです。 オプションで、VFP-v3-D16またはNEONメディアプロセッシングエンジンとTrustZoneセキュリティ拡張機能を搭載することで、システムの高性能化と信頼性向上が可能です。 Cortex-A9でのプログラムフロートレース(PTM:Program Trace Macrocell)やパフォーマンス監視ユニットを使用して、プログラムの挙動を確認することができます。 Cortex-A9は次の特徴を備えています。 可変長の多重発行パイプラインレジスタリネーミング投機的なデータプリフェッチ分岐予測とリターンスタック高速ループモードによる電力削減TrustZone拡張によるセキュリティ向上L1データ、命令キャッシュ搭載 Cortex-A9 M
Armアーキテクチャの開発経緯Armアーキテクチャは消費電力を抑える特徴を持った、モバイル機器において多く採用されているプロセッサです。1983年から1985年に英国Acorn Computers Limitedにより設計・開発され、1990年11月に同社をスピンアウトしたエンジニアが、Advanced RISC Machines Limitedを設立。商用RISCマイクロプロセッサとして最初に開発されたのがArm6です。プロセッサの名前は、Advanced RISC Machinesから名付けられたものです。 携帯電話が普及期に入り、Arm7を再設計したArm7TDMIは、Thumb命令(16ビット命令)を実装することで、低消費電力と高いコード効率を両立させるプロセッサに成長。Arm7TDMIは、大量生産される機器に採用され、ArmプロセッサとArm社の地位を確固たるものへ。その後、Ar
教えて!本田先生。 ARM SoCをどう使うか?そのヒントを探る。 組込みシステム向けの各種ソフトウェアの研究・開発で知られる名古屋大学の組込みリアルタイムシステム研究室は、各種の研究開発に、デュアルコアのARM® Cortex®-A9 MPCore™ プロセッサに、プログラマブルなロジック領域を組み合わせた「アルテラSoC」の採用を決定した。アルテラSoCは、ハード設計者だけのものではなく、ソフト設計者の新しい発想や設計自由度を高める新しいコンセプトを持ったデバイスと言える。今号ではソフト設計者の意見として、同研究室の本田晋也准教授と生徒たちにユーザーとしての率直な意見を聞いてみた。 本田先生は組込み向けオープンソースプロジェクトである「TOPPERS」をはじめとするリアルタイムOSの研究でご活躍中ですが、現在の活動内容を教えてください。 本田先生:私が所属する組込みリアルタイムシステム
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「ルネサスマイコンから、プロセッサRZへ移行する」、逆に「プロセッサRZからルネサスマイコンへ移行する」を観点として、マイコンとプロセッサの違いを深堀します。
インスケイプ株式会社は(以下、弊社)、お客様の個人情報の取り扱いに関し適切な管理を実施しております。外部への個人情報の流出、不正アクセスなどの危険に対し、適切かつ合理的な安全対策を実施し、お客様の個人情報の保護に努めております。 弊社運営ウェブサイトおよび提供サービスをご利用いただくお客様の個人情報の重要性を認識し、以下のような個人情報保護方針を定め、役員・従業員一丸となって個人情報保護に取り組みます。 個人情報の定義弊社は、個人情報とは、個人情報の保護に関する法律(以下、個人情報保護法と言います)に規定される、生存する個人に関する情報であって、当該情報に含まれる氏名、生年月日その他の記述等によりの個人を識別することができるもの(他の情報と容易に照合することができ、それにより特定の個人を識別することができることとなるものを含む。)と認識しております。弊社とお客様がコミュニケーションをする際
従来のビット操作(リード、モディファイ、ライト)RAMやレジスタの1ビットだけを変更したい場合、Cortex-M3では、ビットバンドという方式で、1命令で変更できます。従来、RAMやレジスタの1ビットだけを変更したい場合、バイト単位で、リード、モディファイ、ライト処理を行わなければなりませんでした。 このリード、モディファイ、ライト処理の最中に割り込み等のイベントが発生すると処理が中断され、場合によっては、モディファイ中のデータが変化してしまうという問題がありました。そこで、従来方式では、まず最初に外部イベント(割り込み)を禁止して、変更したいビットの含まれているバイトを読み出し、変更したいビット以外をマスクして、変更したいビットだけを変更します。そして、もとの場所に戻して、最後に外部イベント(割り込み)を有効にするという、手間がかかりました。 ビットバンド方式では、この1連の作業が、1命
Armの歴史Armの誕生Armは、当初(1983年~85年ごろ)、英国ケンブリッジのAcorn Computers Limitedで開発されました。それは商用に開発された最初のRISCマイクロプロセッサです。1990年Advanced RISC Machines Limitedは、Armテクノロジの利用拡大を目的に設立されました。以来、Armは世界中の多くの半導体メーカにライセンスされています。 当時、Acorn Computers Limited で働いていたエンジニアの話によると、Advanced RISC Machines Limited設立の発表は、何が起こったのか、すぐには理解できなかったそうです。とにかく「何か大きな変革が起きたみたいだ」と感じたそうで、時間が経つにつれて、現実が把握できたそうです。 RISCマイクロプロセッサと言うのは、後ほど詳しく説明いたしますが、簡単に言う
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