大分大学でT-Kernelを用いた実践的なセミナーを開催
00020E9A

大分大学工学部知能情報システム工学科
知的システム開発工房運営委員会

2013 年 2 月 28 日 と 3 月 1 日 の 2
日間にわたり、大分大学工学部知能情報システム工学科（図 1）において「組込みシステム開発セミナー」を開催した。本セミナーは、当学科に所属する学生と教職員の組込み技術における実践的な開発スキルの向上を目的として、パーソナルメディ
ア株式会社の協力のもと、当学科の実践教育プロジェクトである「知的システム開発工房」（ 図 2） 注 1） の主催により実施したものである。本稿
では、セミナーの開催に至る経緯とセミナーの具体的な内容に関して報告する。

図1

実践的な技術者を養成する「知的システム開発工房」

知能情報システム工学科（左：知能実験研究棟、中央奥：知能・応化合同棟〈5 階〜7 階〉、右：計算機室棟）

情報システム工学専攻は、1973 年

において、『情報化・システム化・知に設置された組織工学科、1979 年

能化』を主導できる国際的に通用すに設置された組織工学専攻を、拡大る人材を養成する」ことを教育理念

大分大学工学部知能情報システム

改組のうえ教育プログラムを刷新しとしている。なお当学科の知能情報工学科および大学院工学研究科知能て 1991 年にできた学科・専攻であコースは、技術者育成のための教育る。現在、当学科・専攻は情報科学プログラムを認定する第三者機関で基礎、計算機システム、知能システある JABEE（日本技術者教育認定機

ムの 3 講座で構成されており、各講構）の審査に合格し、2005年の教育座・研究室ごとに特色ある研究に取プログラムから認定を受けている。

り組んでいる。1 学年の学生定員は知能情報システム工学科・専攻で学科 70 名・専攻 24 名であり、現在は、実践的な応用力を持つ人材を育約 380 名の学生が在籍している。

成する一環として 2006 年より「知図2知的システム開発工房のウェブサイト

注 1）

知能情報システム工学科は、「情報の創造プロジェクト」を進めている。

科学のあらたな分野を開拓するととこの取り組みでは、学生が当学科・もに、IT（情報技術）革命により到専攻の教育プログラムの中で培って来する高度情報社会のあらゆる分野きた情報・計算機科学の知識・技術

注 1）知的システム開発工房：http://square.csis.oita-u.ac.jp/

34

TRONWARE VOL. 141

大分大学で T-Kernel を用いた実践的なセミナーを開催

防犯監視装置を製作する
本格的セミナーをもとに、実際に利用される情報シ訂にともない、2012 年から 3 年次ステムの構築を担当する。学生たち

学生実験の「計算機システム実験」

は実システムの開発を経験することに組込み技術教育を導入している。

で、情報システムの構築に必要とな

この実験は、計算機システムを構成

知的システム開発工房では、学生る実践的なスキルを身につける。こするハードウェアとソフトウェアと実験で取り組んでいる組込み技術教

れまでに学内や地域企業・自治体なのつながりを理解することを目的と育をさらに発展させて、より実践的どからの要求に応じ、さまざまなシしている。具体的には、リアルタイな組込み技術を習得するためのセミステム構築業務に取り組んできた。

ム OS におけるタスク管理や排他制ナーの開催を計画した。セミナーでこの「知の創造プロジェクト」を御などのしくみや、ハードウェアデは、組込みシステムの製品開発にお包含し、学科・専攻の教育プログラバイスを制御するためのプログラム

けるソフトウェア開発の全工程をひムと密に連携した実践的なIT技術者の作成方法について、実習を通じてととおり体験することを目標とし養成のための取り組みが「知的シス学習するように実験計画が組まれてた。また連携教育支援の一環として、

テム開発工房」である。この取り組いる。

学生実験の TA や SA を担当する学生

みは2009年から続いており、実稼働

本 実 験 で は、「 μTeaboard/ARMの組込み技術に関するスキルアップシステムの構築業務のほか、地域 IT7-AT91（ 以 下、 μTeaboard）」 をも兼ねることとした。これらの要件

企業との連携、企業の講師を招いた

使 っ た 組 込 み 実 習 が 行 わ れ る。と具体的な提案をもとに、セミナー

スキルアップ講習会、国内外の研究

μTeaboard はパーソナルメディアの詳細についてパーソナルメディア者・教育者・起業家などを招いた講株式会社（以下、パーソナルメディと協議のうえ、今回のセミナーを企演会などを実施している。またプロア）が製造・販売している組込み制画した。その結果、このセミナーでグラミング演習科目に TA（Teaching御用ボードコンピュータであり、組はμTeaboard を使った「防犯監視Assistant）の大学院生や SA（Student込みシステム向けリアルタイムOSで装置」を製作することを目標とし、Assistant）の学部生を活用することあるT-Kernelが動作する。実習では、このためのデバイスドライバおよびで、大学院生のリーダーシップ能力パソコン上に構築したμTeaboard

アプリケーションのソフトウェア開を含めた教育的な相乗効果を挙げるの開発環境を使って作成したC言語に発を実習することにした。

ことを目的としたTA・SA連携教育支

よる制御プログラムを、μTeaboard援にも取り組んでいる。に転送して動作させる。本実験を通学生実験で T-Kernel を利用
当学科では教育カリキュラムの改セミナー実習用拡張基板の開発

じて学生は組込みシステムの開発に

μTeaboard にはいろいろな入出力必要なスキルを身につけていく。

デバイスが搭載されているが、実際の防犯監視装置に近い機能を実現す

TRONWARE VOL. 141

35

図3

μTeaboard（右）と拡張基板（左）図4μTeaboard と拡張基板を接続

図5

主任講師によるプログラム解説

るには、より多くのセンサー類を活による実習経験がない者についてがあり、それらをふまえて開発環境用したい。そこで、周囲の状況を監は、セミナーの前日に開発環境やとボード類を実際に操作し、割込み視するための光センサーおよび人感μTeaboard の操作方法を習得するによってタスクの動作が変わる状況センサー、警報を鳴らすためのブための事前学習を実施した。

を実習した（図 6）。

ザー、状態確認用のセグメント LED

１日目は、組込み開発で重要なリ

午後からは、パラレル入出力のなどの入出力デバイスを搭載した、

アルタイム OS のタスク管理機能全

概要と利用方法についての説明が本セミナーのための拡張基板を開発

般と、ハードウェア制御のために必あ っ た。 出 力 の 実 習 と し て は、す る こ と に し た。 拡 張 基 板 は要となるパラレル入出力の利用方

μTeaboard 上の LED や拡張基板上μTeaboard と 接 続 す る た め の ピ ン

法、デバイスドライバの開発手順にのセグメント LED を操作するプログヘッダを備え、この上にコネクタをついて学んだ。

ラムを動かし、そのプログラムを修取り付けたμTeaboard を載せて接続

セミナーを始めるにあたり、講義正して出力状況が変化することを確を担当する主任講師からセミナー全認した（図 7）。一方、入力の実習と体の流れと、今回のセミナーの目標

しては、ボタンや人感センサーなど密度の濃いカリキュラムでである防犯監視装置の仕様と要件にからの信号をプログラムで処理する組込み開発を体験

ついての説明があり、一般的なアプしくみについて学んだ後、人感セン

今回の組込みシステム開発セミ

リケーション開発と組込みシステム

サーのゆらぎを解消するためのプロナーを実施するにあたり、知能情開発との違いについての講義が行わグラムを作成して動作を確認した。

報システム工学科・専攻の学生とれた（図 5）。次にリアルタイム OS

続いてハードウェアを操作する際教職員を対象に受講者を募集した。

におけるタスクとその状態遷移や割に用いられるデバイスドライバにつ学生については、応募要件として C込み、タスク間通信についての解説いて、その意義と一般的な開発手順する構造とした（図3、図4）。

言語によるプログラミングを習得した 3 年生以上とした。その結果、
本セミナーには学生と教職員あわせて 15 名の応募があった。そのう
ち、学生実験などでのμTeaboard

図636

課題に取り組み中

TRONWARE VOL. 141

図 7 開発環境とボード（セグメント LED への出力）大分大学で T-Kernel を用いた実践的なセミナーを開催

図 8 ネットワークを介してセンサーの入力状態を表示についての講義を受けた。LED やボタン、人感センサーに対するデバイ
スドライバの仕様をどのように決定すべきかを学んだ後、ドライバを実装する際に利用するインタフェース

図9講師による個別サポートライブラリの説明を受けた。1 日目の最後には、デバイスドライバの動SNMP マネージャにボードの人感セの意見も聞かれた。また今回のセミ作をテストするための計数器アプリ

ンサーと光センサーの値を表示する

ナーは、初学者を対象とした内容でケーションの課題にも取り組んだ。

課題に取り組んだ（図 8）。

はなく、ある程度高い技術レベルを

2 日 目 は、 拡 張 基 板 上 の 光 セ ン

その後、防犯監視装置のために作要求する内容であったため、受講前サーや他砺式ブザーを制御するため成されたデバイスドライバやアプリの前提知識が十分でないと、難しくのデバイスドライバとプログラムのケーションの結合テストを行い、テ感じられる場合もあったようだ。

開発、ネットワーク通信のためのプストパターンに従って動作させて、今後、このような実践開発体験型ログラム開発、それらの結合テストプログラムが仕様どおりに動いていのセミナーを開催する際には、事前とμTeaboard への実装を行った。

ることを確認した。最後に、すべての学習会を開くなどして受講者のス周辺監視に用いる光センサーのドのプログラムをμTeaboard の ROMキルを揃えておくことにより、さらライバでは、光センサーで認識したに配置して、正しく動作することをに効果の高いセミナーを実施できる

アナログ値を A/D 変換によりデジタ確認し、セミナーを終えた。と考えられる。

セミナー実施後の総括と評価謝辞

ル値に変換する必要があるので、最初にこの手順を学んだ後、光センサーからの値をセグメント LED に

今回のセミナーは、組込み開発に表示するプログラムの課題に取り組おけるソフトウェア開発の工程をす

本セミナーを開催するにあたり、んだ。またハードウェアタイマのしべて含んでおり、たいへん充実した

パーソナルメディア株式会社には、くみについて説明を受け、その機能内容のセミナーであった。今後、学教材のカスタマイズやオリジナルのを利用して他砺式ブザーにパルス信生実験などで組込み技術を導入した拡張基板の開発など、さまざまな依号を送ることで、さまざまな音階の教育を行ううえでも意義深いもの

頼に迅速かつ的確に対応していただ

音を出力する実習を行った。

だったと感じている。受講者は皆熱いた。また、セミナーにお越しいた心に取り組んでおり、受講後のアンだいたパーソナルメディアの講師のケートでの満足度も高かった。

方々をはじめ、教材や拡張基板の開次にネットワークによる遠隔監視を実現するため、あらかじめ用意されたネットワークドライバを利用しただ、2 日間という短い期間で組発に携わっていただいた関係各位のて、UDP によるパケット送受信を込み分野のものづくり工程の全体をご尽力により、たいへん満足のいく行うプログラミング方法を学び、応扱う内容であったため、カリキュラセミナーを大分大学で催すことがで答プログラムを作成した。さらにムの密度が濃く、参加者からは講義きた。ここに深い感謝の意を表した

SNMP 通信を利用して、パソコンのや実習についていくのに苦労した旨

い。

TRONWARE VOL. 141

37