組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

TOPPERS構想が経済産業省の地域新生コンソーシアム事業に採択
TOPPERS構想が経済産業省の地域新生コンソーシアム事業に採択・採択事業名： 経済産業省 地域新生コンソーシアム事業
・採択テーマ： 「組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発」

・総括研究代表者： 名古屋大学 教授 高田広章
・委託元： 経済産業省 東北経済産業局
・委託先： （財）みやぎ産業振興機構（プロジェクト管理法人）
・開発実施機関： 産学官１３機関・開発期間： 平成１４年８月〜１６年３月

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組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

開発体制（コンソーシアム構成）
総括研究代表者【高田広章】
アドバイザー

名古屋大学 教授

東北経産局

副総括研究代表者 【八木眞介】（株）日立国際電気【野口正一】
仙台応用情報学研究振興財団

八木記念情報通信システム研究所 所長

理事長
東北大学名誉教授
元会津大学学長

プロジェクト管理法人【みやぎ産業振興機構】
研究推進委員会

産研究実施者（株）日立国際電気 （宮城）（株）中央製作所 （宮城）（有）品川通信計装サービス （福島）（有）エグゼキュートシステム （岩手）（株）北斗電子 （北海道）（株）ヴィッツ （名古屋）学 研究実施者

名古屋大学
仙台電波高専
苫小牧高専

官

研究実施者

宮城県産業技術総合ｾﾝﾀｰ
福島県ハイテクプラザ
北海道立工業試験場
名古屋市工業研究所

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組込みシステムとは組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

例：
電気炊飯器
蓋温度センサ企業は、その製品に特化した部分（アプリケーション）の開発に専念できる

蓋ﾋｰﾀｰ
表示

アプリケーション
入力スイッチ

内釜
温度センサ

ご飯の炊き方・ササニシキ／ひとめぼれ・柔らめ／硬め etc.

CPU

炊飯器

主ﾋｰﾀｰ

・リアルタイムOS
アルタイムOS・ミドルウェア

大部分はオープンソフトウェアとして提供され る・デバッガ・デバイスドライバ

オープンソフトウェア•新規参入の障壁を低減•ソフトウェア資 産 の 蓄 積

コスト低減
開発期間の短縮3

組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発♦目 的①製品開発力の向上→ 開発期間の短縮 （１／８）→ 製品の高付加価値化の促進→ コストの低減 （１／ ５）②生産工程の高度化促進→ 大規模化・複雑化するシステムに対応③組込みソフトウェア技術者の育成→ リアルタイム制御技術の啓蒙普及

背景
製品のＩ
Ｔ
製品のＩ
Ｔ化
化
システムの大規模化・複雑化
システムの大規模化・複雑化
処理のリアルタイム化
処理のリアルタイム化
商品の短寿命化
商品の短寿命化
コスト
コスト競
競争
争のの激
激化
化
企業内ノウハウが未公開
企業内ノウハウが未公開♦ 実現手段①組込み用ソフトウェア資産の蓄積・再利用（フリーソフトウェア）→オープンなプラットホームの構築②地域ブランチの拠点作り（支援ネットワークの構築）→広域連携の構築加速するIT時代に対応！

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組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

新技術内容
従来技術
アプリケーション

ミドルウェアTCP/IP

３万行

新技術
プログラム
自社開発分の削減

３万行

期間 １／８ （※）
コスト １／５
デバッガ

アプリケーション

３万行

プロジェクト成果物
オープンプラットホーム
活用

３万行

９万行

リアルタイムOS デバイスドライバ
２万行
１万行

課題

特徴
開発期間・コストが膨大 （約１２万行）
開発期間・コストを劇的に削減
技術の陳腐化・保管が困難
大学・地域の公設試等が最新技術によるサポート※

ネットワーク機器を想定

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組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

事業展開イメージ
東北経産局

みやぎ産業振興機構

名古屋大学
仙台電波高専宮城県産業技術総合センター
名古屋市工業研究所

苫小牧高専

広域ネットワーク開発企業群

福島県ハイテクプラザ
北海道立工業試験場

啓蒙
蒙普
普及
及
啓

配布
布
配

技術
術協
協力
力
技

市場
場リ
リポ
ポーート
ト
市

組込みシステム・オープンプラットホーム

地域企業地域企業
地域企業
地域企業 地域企業＋自社開発分

市場

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事業コンセプト

組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

開発の即効性を追求•広範な組込みソフトウェア資産を極めて短期間に一気に開発•基幹ソフトウェアから実用製品まで幅広い開発対象•多くの優秀な開発者リソースの確保•１３機関の開発リソースを集結

充実したサポート体制•全国公設試間のネットワークによる地元企業への強力サポート

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組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

開発目標
機ユーザー企業

能アプリケーション

プロジェクト成果物

ミドルウェアサブテーマ １
「組込みシステムの基幹ソフトウェア開発」
目標： ６０％以上のプロセッサに対応

ＯＳ

デバイス・ドライバー

デバッガ「組込みシステムへのソフトウェア資産の応用化・実証化開発」
目標：重点4
目標：重点4分野での実証開発
通信機器
制御機器
計測機器
汎用/教育機器

サブテーマ ２
「組込みソフトウェア部品の開発」
目標： 10種以上のソフト
10種以上のソフト
ウェア部品開発

SHシリーズSHシリーズ ,MIPS,PPC,m68k,ARM 等

ＭＰＵ

サブテーマ ３

デバイス

TCP/IP，画像処理,Ethernet・GPIB 等

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組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

今回公開する開発成果•基幹ソフトウェア•M16C用リアルタイムOS（名古屋市工業研究所）•SH2用リアルタイムOS（北海道立工業試験場）•JSP対応-統合開発環境（(株)ヴィッツ）•ミドルウェア
•ITRON TCP/IPv4プロトコルスタック（苫小牧工業高等専門学校）•応用化・実用化•汎用監視ユニット（(株)中央製作所）
OSにJSPカーネルを使用
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組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

JSP
対応 -統合開発環境（１）
JSP対応-統合開発環境（１）•Microsoft Visual Studioへのアドイン•gcc/gdbの使用により、各種CPUへの対応
Microsoft Visual Studio 6.0•高度なVC機能の利用

gcc 操作応答
gcc 操作応答
gdb 操作応答
gdb 操作応答
ダウンロード操作応答
ダウンロード操作応答

gcc 操作
gcc 操作gdb 操作gdb 操作
ダウンロード操作
ダウンロード操作

Cygwin 1.3.2
gcc
gcc
gdb
gdb

ダウンロードコマンド
ダウンロードコマンド
各種デバッグコマンド
各種デバッグコマンド

etc
etc

Cygwin.dll
Cygwin. dll

ダウンロードコマンド応答
ダウンロードコマンド応答
各種デバッグコマンド応答
各種デバッグコマンド応答
Target Board

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組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

JSP
対応 -統合開発環境（２）JSP対応-統合開発環境（２）本ツール導入の効果•技術者不足の解消•非組み込み系技術者の参入障壁を低減•直感的に操作できる開発ツール•開発期間の短縮•ツール導入期間の短縮•開発効率アップ
本ツール導入による開発期間短縮のイメージ
本ツール導入前

本ツール導入後

ツール導入

実際の開発作業11

組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

ITRON TCP/IPv4
プロトコルスタック
TCP/IPv4プロトコルスタック

特徴•ネットワーク時代の必須アイテム•TCP/IP：
ネットワークプロトコルの業界標準•ネットワーク対応により、製品の付加価値が大幅にアップ•省メモリ•組込みシステムでは重要な指標（従来品から約３０％メモリ削減）•デバイス依存部分の分離•他のデバイスへの移植が容易•プロジェクト・メンバから3日間で移植できた報告あり

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組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

汎用監視制御ユニット（１）

監視フロア

管理フロア
ネットワークサーバ

RS485

・中継端末からの情報一元管理

ルータ

・ＯＳにWindowsCE3.0を実装
・監視ユニットの情報収集

ＬＡＮ

中継装置

・情報をデータベース化
・警報の転送ルータ

監視ユニット・OS：JSPカーネル
・バス接続（Ｍａｘ：１ｋｍ）
・最大200台接続可能・アナログセンサ（８点）
温度、湿度、電流・デジタル入力（８点）
・デジタル出力（８点）

管理端末
・警報の確認・データベースの分析

開発対象

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組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

汎用監視制御ユニット（２）•宮城県産業技術総合センター開発のOSを使用•県内初（本プロジェクト初）の製品化事例•製品の特徴１．アナログ８CH内蔵のためCH当りのコストが安い
２．CH当り3段階のアラーム設定可能
３．アラーム毎に保護時間が設定可能
４．RS４８５I/F採用により通信距離が最大１ｋｍ
５．Webシステムにより自席のPCから監視制御可能

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組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

汎用監視制御ユニット（３）•JSPカーネルを採用したことによるメリット（１）１．業界標準のμITRON4.0仕様によるメリット•APIが体系的で機能が明確なのでアプリケーションを作りやすい•ソフトウェア資産を蓄積・再利用しやすい→後継機種を開発する際の期間・コストを改善

２．コスト低減•OSのライセンス料が無料（製品単価を安くできる）•フリーな開発環境を利用できる→開発環境に対して新たな開発費用が発生しない•低コストでソフトウェアの信頼性アップ→OSの内部情報開示のために費用が発生しない
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組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発

汎用監視制御ユニット（４）•JSPカーネルを採用したことによるメリット（２）３．社内教育面でも有利•OSと開発環境が無料なので、教材が低コスト•OSの内部情報が開示されているため、具体的な説明がしやすい（ブラックボックスにならない）

４．充実したサポート体制•全国公設試間のネットワークによる地元企業への強力な技術
サポート

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現在開発中の内容

組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発•基幹ソフトウェア•RTOS（JSPカーネル）•MIPS、PowerPC、 V25 、M32C•ITRONデバッギングI/F•SH3、ARM•ミドルウェア、デバイスドライバ•ITRON TCP/IPv6プロトコルスタック•カメラデバイスドライバ
その他、多数•応用化・実用化•通信機器分野：無線通信機器•制御分野：液晶表示機能付きマイコンボード•計測分野：自動計測用プログラマブルコントローラ•汎用／教育分野 MPU／CPLD混載ボード
画像センサ応用システムスタータキット
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今後の予定組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発•基幹ソフトウェア ：市場の６０％以上のプロセッサに対応•RTOS（JSPカーネル）•コンフィギュアブルプロセッサ•ITRONデバッギングI/F•V850、m68k、SH1、MIPS、PowerPC、H8S•ミドルウェア、デバイスドライバ
ネットワーク時代の必須部品を網羅的に整備•CAN/LINデバイスドライバ•Bluetoothデバイスドライバ•組込み用XML、SOAP•PCMCIAインターフェース
その他、多数•応用化・実用化 ：製品への適用による実証試験•通信機器分野•制御分野：LAN対応汎用監視制御ユニット•計測分野•汎用／教育分野：実践組込み可能なTOPPERS教育用CPUボード

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ダウンロード先

組込みシステム・オープンプラットホームの構築とその実用化開発•宮城県産業技術総合センター Webサイト
http://www.mit.pref.miyagi.jp/embedded/consortium/•サポート窓口
準備中

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