今週のアイロベックス

身近にある様々なコンピュータ

  • 2005年10月17日

私たちの身の回りにあるコンピュータというのは
なにもパソコンだけではありません。

最近の車なんかは、ハイテクの塊として
組み込みコンピュータが数十／数百以上も
使われていると言われています。
もっと身近に、例えばこのような子供のおもちゃなどにも
コンピュータが多く組み込まれて使われています。


20051017_1.jpg
   【LEGO MindStorm】


また最近はロボットやそのコンテストなんかのニュースも
メディアに良く出てくるようになりました。
専門知識を持たない一般の人でも
ちょっとしたロボットを作ることも可能になってきています。
身の回りは、小さなコンピュータだらけといっても過言ではありません。

これら組み込み用のコンピュータは
本格的なパソコンのCPUに比べると性能はその足元にも及びません。
しかし機能はパソコン用のものをも上回るものがあります。
今回は、その組み込み用のコンピュータ(CPU)について紹介してみたいと思います。


１．大きさ

組み込み用のCPUが パソコン用のCPUとの最も違うところはその大きさです。
年々大規模化をするパソコンのCPUと比べて、
組み込まれる製品の大きさから、逆にいかに小さくするかを競っている状態です。

この小ささによって消費電力もパソコンと大きく違い、
電池数本で何日も持つような物を作ることもできます。
また消費電力に応じて発生している熱対策も必要ない場合が多く
パソコンのように冷却FANは必要ありません。


20051017_2.jpg
      【H8マイコン】


２．機能

パソコンではCPUとは別になっているRAMや書き換え可能なROMですが、
組み込み用CPUでは製品を小さくする目的から
内蔵している場合が大半です(容量は数Kバイト～数メガバイト)。
CPUの速度は数十Mhz程度ですが、
メモリの容量や使用用途に応じた種類もかなり多く分かれています。

またさらにパソコンでは別のLSIとして
必要な機能が内蔵されている場合があります。

例えば、この CPUは A/Dコンバータの機能があり、
適当なセンサを付け足すだけで温度や距離を測ったりできます。


20051017_3.jpg
      【PICマイコン】


最近では パソコンとの連携のために
LANやUSB用の機能を内蔵しているものもあります。


３．プログラミング

OSにはパソコンでもおなじみの
Windows(組み込み用)や Linuxを使う場合もあります。
ただ、本格的な組み込みの場合、電源入れたら即動作しなくてはいけないため
ITRON等の瞬時に起動する専用の
OS(プログラミングAPI環境)が使われる場合が多いようです。

言語としては、容量の制限や速度に余裕があるような条件では
BASICを使ったりする環境もあります。
しかし繰り返し長期で動作することが望まれるうえに、
極限の１バイト／１クロックまでチューニングする必要がある場合もありますので、
通常Cで行います。またアセンブラもよく使われます。

メモリに制限があり、速度的にもパソコン並みとはいきませんので、
基本的には開発にGUI等はありません。


４．値段

メモリ容量や速度にいろいろと制限があるのは
基本的には製品の値段を抑えるためです。
このためCPUの安いものは数百円で買うことができます。
またセンサ類も数十円から買えるようなものもあります。
試しに自分で作ってみるような場合、
これらの部品を載せて配置するための『基板』が最も高かったりします。

標準的な部品セットがまとめて売られていたりしますので、
皆さんもこの小さなマイコンから組み込みの世界に触れてみてはいかがでしょうか？


20051017_4.jpg
      【マイコンキット】

編集後記
よくよく考えてみると 私たちは本当に多くのコンピュータに 囲まれて生活していますね。
いつかは自分でプログラムを組んで ロボットを動かしてみたいです。

次回10月24日の担当は新井です。お楽しみに！

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