Windows 11 23H2アップグレードまとめ

Windows 11 23H2アップグレード通知
Windows 11 23H2アップグレード通知

弊社Windows 11 22H2に、23H2アップグレード通知が届きましたので23H2へ自動更新しました。別のWin11 22H2は、手動で23H2へアップグレートを行いました。

Win11 22H2から23H2へのアップグレードをまとめ、23H2特徴のAI Copilot評価、Windowsの今と今後を分析します。

Summary:Win11 23H2アップグレード2方法

日本時間2023年11月1日、一般提供開始Windows 11 23H2のアップグレード方法は2つあります。

1つが、上図Windows Updateに届く23H2アップグレード通知を待って「自動」で行う方法、もう1つが、MicrosoftサイトからWin11 23H2ディスクイメージ(6.15 GB)をダウンロードし、「手動」で23H2へアップグレードする方法です。

自動方法は、通知後、ダウンロードとインストールをクリックすると、数分で23H2アップグレードが完了します。これは、9月末の更新プログラム(KB5031455)がPCへインストール済みのためです。

既に配布済み更新プログラムの有効化が、ダウンロードとインストールのクリックですので、アップグレードは数分であっけなく終わります。また、従来アップグレードのWindows.oldフォルダも作りません!

但し、23H2アップグレード通知が届くのは、アップグレード要件など様々なチェックをバックグラウンドで行った結果です。従って、いつアップグレード通知が届くか不明な点が欠点です。

一方、手動方法は、Win11 23H2ディスクイメージダウンロードに時間が掛かる欠点があります。しかし、利用者の都合が良い時に、アップグレードを開始できる点、Rufusを使うと自己責任でいくつかのアップグレード要件を回避できるなどの利点があります。

Rufus 4.3のアップグレード要件回避ダイアログ
Rufus 4.3のアップグレード要件回避ダイアログ

弊社は、Win11 23H2へアップグレードを自動、手動の2方法で行い、どちらも成功しました。※万一のトラブルに備えて事前バックアップは忘れずに!

手動方法の詳細は、コチラを参照ください。

Win11 23H2のAI Copilot

Win11 23H2は、22H2比、150以上もの新機能が搭載されました。但し、これら新機能は、制御された段階的機能ロールアウト(Controlled Feature Rollout、CFR)の対象です。簡単に言うと、使える新機能は、PC毎に異なります。

新機能のAI Copilotは、注目度が高く、アップグレードした弊社PCでその実力を試しました。結果は、現時点ではAI回答は未熟だと思います。Microsoft 365とOffice 2019の例で示します。

AI Copilot質問:Microsoft 365はOffice 2019を読み込めますか?

メインストリーム終了Office 2019の代替アプリとして、Microsoft 365を検討中の方は多いと思います。

そこで、Microsoft 365とOffice 2019の互換性、同時インストールの可否などをAI Copilotへ質問しました。

Win11 23H2のAI Copilotは、Win+C、またはタスクバーのCopilotクリックで起動します。すると、右サイドにポップアップ領域が現れ、ここにAIへの質問と回答が、スマホアプリケーションのように表示されます。

縦長エリアに、関連クラウド情報を集め、要約文の形式で回答しています。

AI Copilot質問:Microsoft 365とOffice 2019互換性
AI Copilot質問:Microsoft 365とOffice 2019互換性

ブラウザで別途検索するよりも、効率的に回答が得られる点は、評価できます。また、Microsoft 365とOffice 2019の同時PCインストールについて言及している点も気が利いています。

しかし、Office 2019を使用中で、Microsoft 365を追加インストールする背景を想定していない点は残念です。

AIは、学習経験を経て徐々に賢くなります。半年後、1年後に同じ質問をした時の、回答が楽しみです。

Windowsの今と今後

筆者はWin11 23H2の役目を、Win 10からの決別、Win11の1年延命、Win12のAI Copilot学習教育、これらだと推測します(Win12は、2024年秋発売見込み)。

つまり、Win11 22H2へ、Win12のAI機能を、プレビュー的に追加したのがWin11 23H2です。

仮に、Win11 23H2のAI機能を使わない場合は、22H2と何ら変わらず、メインストリーム期間が1年延びただけです。Win11 23H2が、22H2の小変更版と当初言われたこと、自動アップグレードではWindows.oldフォルダを作らないこととも合致します。

※Windows.oldは、アップグレード前Windowsに戻すための巨大自動生成フォルダ。手動方法は生成。

Windows 11 22H2とWindows 11 23H2のOSビルド番号差は少ない!
Windows 11 22H2とWindows 11 23H2のOSビルド番号差は少ない!

精度良いAI回答には、AIそのものの学習が必要です。Win11 23H2のAIをプレビューとした訳は、このAI学習、調査が主目的だからです。

どのような質問を一般ユーザがAIへ行うか、どのように回答するとユーザが満足するか、AIに適すユーザインタフェースはどのようなものか、などなど本格的AI Copilot実装には様々なAI自身の学習とユーザ調査が不可欠です。

Win11は、Microsoftが最後のWindowsと言っていたWin10とコア共通の中途半端OSと言われ続けてきました。Win11が不人気なのも、この中途半端さが原因です。Microsoftは、2024年新発売AI Win12を中途半端と言われない本格版にしたいのでしょう。

※Win10/11は、CUI/GUIが基本操作の古いタイプのOSです。

新しいAI機能を持つWin12は、AI処理に高性能CPUや高速ネットワーク接続が必要になるかもしれません。古いタイプのOSと異なるAI Win12の要件抽出が、Win11 23H2の役目です。そして実質Win11の最終版になると思います。

Win11 23H2は、150以上あるCFR機能をメインストリーム期間の2年間で小出しにしつつ、AIとユーザレスポンスを基に、古いタイプのOSと抜本的に異なる新しいAI Windows 12へ発展すると分析します。


RA用FSP v5.0.0 e2 studio 2023-10リリース

2023年10月28日、RA用FSP v5.0.0同梱e2 studio 2023-10がGitHubからリリースされました。FSP、e2 studioどちらも最新版です。また、10月16日に18年ぶりにバージョン5となったMCU開発必須ツール:Tera Term 5.0も、GitHubにあります。

本稿は、これらソフトウェアダウンロード先(=repository)のGitHubについて説明します。

また、GitHub公開の最新FSP v5.0.0、e2 studio 2023-10、Tera Term 5.0を使った評価ボード動作例も示します。

※今週金曜は、休日(文化の日)のため、木曜に先行投稿しています。

GitHub主要3機能

GitのWebサービス版がGitHubです。※Hubは、集約点という意味。

Gitは、Linux上で「複数ソフトウェア開発者」向けの支援ツールです。複数開発者が、1つのプロジェクトを、別々の場所・作業時間で共同開発する時に便利な機能を提供します。

Gitの主要機能が、フォーク、プルリクエスト、マージの3つです。

フォーク(=派生)は、レポジトリソースコードを派生利用し、別ソフトウェアを開発する際に、オリジナルコード所有者へ通知する機能です。

プルリクエストは、レポジトリソースコードの変更を、プロジェクト開発者へ通知、マージは、プルリクエストを受けた開発者が、変更を承認するか否かの通知機能です。承認時は、変更コードがプロジェクトへマージ(=統合)されます。

Linuxツールですので、CUI(キャラクタ ユーザ インタフェース)です。複数開発者が、地球上の離れた場所・作業時間であっても、ソフトウェア開発が上手くできる仕組みをGitが持つことが判ります。

また、ソースコードをレビューするコミュニティもあります。質の高いコード作成に役立つそうです。このコミュニティに、AI活用が最近話題です。AIを使わない時と比べ、開発速度57%、タスク完遂率27%上昇など驚きの効果が報告されています。

これらGit機能を、クラウドで提供するのが、GitHubです。2023年のユーザ数は、1億人突破だそうです(Wikipediaより)。

参考資料:GitHubとは? Digital Business Sherpa (2023-08-02)

GitHubソフトウェア公開機能

GitHubのもう1つの機能が、ソフトウェア公開です。この例が、最初に示したRA用FSP v5.0.0同梱e2 studio 2023-10やTera Term 5のリリースです。

exeファイルが直接ダウンロードできます。zipファイルダウンロードが主流のWindowsと異なる点です。

最新版RA用FSP 5.0.0 with e2 studio 2023-10のGitHubレポジトリ
最新版RA用FSP 5.0.0 with e2 studio 2023-10のGitHubレポジトリ

Latestアイコンが最新版を示します。Release Notes内にダウンロードリンク、下方にあるAssetsが、実際の公開ファイルを示します。

Summary:ワールドワイド開発標準ツールGitHub

筆者は、 パーティションもない大部屋で近隣同僚と、または、1人でソフトウェア開発をしてきました。Git主要3機能は、口頭で同僚へ伝えるか、1人開発時は不要でしたので、実際にGitHub活用経験はありません。

しかし、ワールドワイドやリモートワークでの複数人ソフトウェア開発時は、GitHubが標準ツールです。普段はソフトウェアダウンロード先としてGitHubを利用している開発者も、その仕組みを知っていると今後役立つと思います。

Afterword:RA用FSP 5.0.0 with e2 studio 2023-10 & Tera Term 5動作

GitHub公開のRA用FSP v5.0.0、e2 studio 2023-10とTera Term 5を使ったFPB-RA6E1評価ボード動作例です。接続は、コチラの投稿と同じです。

RA用FSP 5.0.0 with e2 studio 2023-10とTera Term 5.0動作例
RA用FSP 5.0.0 with e2 studio 2023-10とTera Term 5.0動作例

インストールダイアログに従っていれば、従来版からのアップグレードも問題ありません。

RA用FSP v5.0.0同梱e2 studio 2023-10リリースが、他のルネサスMCUファミリのFSP v5.0.0やe2 studio 2023-10リリースより遅れるのは、 RA専用FSP同梱e2 studioのGitHubマージ作業のためと思います。

※ルネサス他MCUファミリは、FSP、e2 studioそれぞれ個別リリース。

リリースが遅れても、RAファミリ統合開発環境を、だれでも簡単に構築できるメリットを優先したためでしょう。


業界激震:Microsoft 365顧客にAmazon

買い切り型Officeは2026年全サービス終了、サブスクリプション型Office 365(=Microsoft 365)移行が必要と先日投稿しました。これ関連のAmazonがMicrosoft 365顧客になるというクラウド業界激震ニュースが、Business Insiderで10月19日報じられました。

クラウド業界激震:AmazonがMicrosoft 365を巨額契約
クラウド業界激震:AmazonがMicrosoft 365を巨額契約

契約規模

AmazonのMicrosoft 365購入は、100万ライセンス以上、5年間で10億ドル(=1490憶円)を超える規模です。Amazon社員、顧客実務担当者の両方が、このMicrosoft 365を使います。巨額契約です。

契約要因は生成AI

詳細記事は、ImpressクラウドWatchに掲載されています。概要が以下です。

クラウド版Microsoft 365は、Amazon社員のPCへWord/Excel/PowerPoint/Outlookなどの最新Officeツール、Teamsなどの会議ツール、大容量クラウドストレージOneDriveを提供します。Microsoftは、これらツールへ生成AIを活かした機能追加を頻繁に行っています。最新例は、Microsoft EdgeのAI画像生成です。

Amazonが自社会議ツール:Chime、オンラインストレージ:WorkDocsから、競合他社Microsoft 365への変更要因の1つが、生成AIです。AI活用で、更なる生産性向上が見込まれるからだと思います。

AmazonのMicrosoft 365移行は、2024年前半完了の予定です。

CUI、GUIに次ぐPCインタフェース:AI Copilot

PC生産性を下げるのは、CUI/GUI(キャラクタ/グラフィカル ユーザインタフェース)の煩わしい操作です。これを自然言語対応のAI Copilotで代用すれば、生産性は向上します。AI Copilotが、CUI/GUIの次の新しいPCインタフェースと言われるゆえんです。

CUI/GUIベースのPCヘルプは、使い物になりません。これがAIベースヘルプに変れば、最終目的への最短操作や処理を、自動的に行う事も可能になるでしょう。

例えば、会議議事録生成や、長い文書の要約・校正などです。既に一部AIが使われているこれら機能を、もっと手軽に、しかも高精度に活用できれば、ユーザ能力をより高度な処理へ使えます。

Summary:AmazonのMicrosoft 365移行が当然と考えるユーザ進化

AI激震を受ける側か、AI起因テクノロジ変化に追随できる側か
AI激震を受ける側か、AI起因テクノロジ変化に追随できる側か

高精度なAI訓練は、一国の消費電力を超える可能性もあるという記事があります。対策に、電力効率100倍の次世代ネットワークIWONや、生成AI対応済みCPUなども発表されています。

AIは、現在のテクノロジ全てに影響を与え、変化を起こす可能性があります。クラウド業界激震ニュースAmazonのMicrosoft 365移行は、AIによるテクノロジ変化の1つと言えます。

エンドユーザは、今後現れるAI起因テクノロジ激変を注意深く観察し、今回のAmazon Microsoft 365移行が当然と考える側への進化が必要です。

さもないと、AI時代遅れとなり、激震を常に受ける側になりかねません。

Afterword:AI苦手意識薄れる

AIのFuzzyさや、勝手にデータを利用されるのは嫌だ、という感覚がありました。

しかし、最近の技術資料にAI記述の無いものはありません。MCUとAI投稿で書いたように、仕組みよりその効果を活かせれば良い、と思うようになりつつあります。

また、目的取得手段として最初にAIを使うのも時短効果があります。短縮時間をより高度な思考へ繋げれば良いからです。

AIに洗脳された訳ではありません。しかし、筆者のAI苦手意識がだんだん薄れていくこの頃です。


Windows 11 22H2 Updateまとめ

現行Windows 11 22H2の9月27日(水曜)Updateは、多くの変更をPCへ加えました。例えば、下図エクスプローラのタブ化などです。Win11 Updateをまとめ、今秋Win11 23H2や次期Windows 12に備えます。

Windows 11 22H2 Update KB5030310前後のエクスプローラ変化(タブ化実装)
Windows 11 22H2 Update KB5030310前後のエクスプローラ変化(タブ化実装)

Summary:Windows 11 Updateまとめ

Win11 22H2 Updateには、基本的なUpdateと次期23H2プレビュー的なオプションUpdateの2種があります。その選択は、「利用可能になったらすぐに最新の更新プログラムを入手する」スイッチです。デフォルトはオフです。

このスイッチをオンにすると、詳細オプション>クリックで現れるオプションの更新プログラムで、プレビューオプション更新プログラムやドライバ更新プログラムなどがインストール可能になります。

Windows 11 Updateの最新の更新プログラムを入手するスイッチ(デフォルト:オフ)とオプション更新プログラム
Windows 11 Updateの最新の更新プログラムを入手するスイッチ(デフォルト:オフ)とオプション更新プログラム

注意が必要なのは、このプレビューオプション更新プログラムにはインストール後、PCトラブルが発生しても通常の更新プログラム削除と同じ方法では除去できない場合があることです。

例えば、最初のエクスプローラタブ化は、9月27日配布の累積更新プログラムKB5030310適用後に可能になります。しかし一部PCは、エクスプローラそのものが起動しないなどのトラブルも発生します。しかも、KB5030310削除は、次章で示すような手間がかかります。

従って、最新更新プログラム適用スイッチオンは、慎重にすべきです。安全側PC運用を行うなら、基本的Updateのみを行うオフをお勧めします。

※「最新の更新プログラム」とは、「通常の更新プログラムとオプション更新プログラム」の両方を示します。誤解が生じやすい表現で、かつ、オプション更新プログラムとは何かが判り難いので、上図にまとめました。

最新更新プログラム適用スイッチオンの魅力

最新更新プログラム適用スイッチのオン化は、ノートPCのドライバ更新などには役立ちます。

また、現行のWin11 22H2では、オプションの累積更新プログラムKB5030310により、Win11 23H2プレビュー機能、特に話題のAI Copilot機能なども部分的ですが有効になります。Win11 23H2のAI機能を先行して試したい方には、魅力があります。

KB5030310インストールで有効になるWindows Copilot機能
KB5030310インストールで有効になるWindows Copilot機能

ちなみに、弊社所有4台のWin 11 22H2中、KB5030310トラブルが発生したのは1台のみでした。スイッチオン/オフはいつでも変更可能ですが、インストール済みオプション更新プログラムは、スイッチオフに設定しても動作を続けます。

そこで、トラブル発生PCは、毎週火曜に行うバックアップを使ってオプション更新インストール前の9月26日へリカバリし、「LAN接続なしで起動」、スイッチをオフに設定後LAN接続、基本的Updateのみを適用し正常復活しました。

※LAN接続リカバリ起動では、KB5030310インストールが始まります。

トラブル発生PCは、今後安全側の最新更新プログラム適用スイッチオフで運用します。スイッチオンの他3PCとの運用差が判るので、重宝しています。

Windows 11 Update変遷

Win11 22H2のUpdate変遷は、10月18日ビジネス+IT記事から得られます。企業向け情報のようですが、多くの個人PC Update注意事項としても役立ちます。

記事記載のように、Win11 Updateは変更が多く複雑化しました。この複雑性が、今後のWin11にも継続するかも不明です。

記事後半の、Microsoftは事前にブルースクリーンなどのトラブル可能性を認識していて「エンドユーザのデバイスでテストしているではと勘繰ってしまう」は、前稿:Windows 11 23H2章の「Win11 23H2の異例提供方法は、2024年発売のWin 12機能テストという位置付け」とも合致しており全く同感です。

セキュリティ対策とOS機能追加を完全分離配布できればBetterですが、分離不能な面もあるでしょう。セキュリティ重視なら前稿のOSサブスクリプション提供も配布候補となりそうです。

Win11 23H2、Windows12対処

今秋Win11 23H2への更新、2024年予定Windows 12へのアップグレードに備え、現在のWin11 Updateを理解しておく必要があります。

Update PCトラブル発生時は、本稿で示したオプション更新Update前のバックアップ/リカバリや、場合によってはOS再インストールとなります。トラブル対処準備を忘れずに行いましょう!

Afterword:Windows Insider ProgramとKB5030310

開発者向けWindows Insider Programは、Microsoftが動作確認・保証は行わない先行プログラムです。これに参加する開発者は、Win11 23H2先行テストができます。

一方、KB5030310もWin11 23H2部分的先行プログラムです。Insider Programと似ていますが、動作確認済みと筆者を含めた一般ユーザは考えます。しかし、多くの不具合が報告されています。これが、150もの新機能提供KB5030310を、Win12機能テストなどと不審を抱かせる根拠です。

AI Copilotは、CUI、GUIに次ぐ第3の新しいPCインタフェースかもしれません。このAIベース新インタフェース完成に、Microsoftは開発者より一般ユーザレスポンスが欲しいハズです。新インタフェース実装Win12は、このインタフェースに最低でも1年の開発期間は必要でしょう。

MCU開発ツールの1つとしてWindowsを捉える筆者は、MicrosoftがWin12開発用としてWin11 23H2を考えてないことを祈るのみです😢。


Windows 12サブスクリプションor買い切り?

買い切り型Office 2021とサブスクリプション型Office 365 (Microsoft 365)
買い切り型Office 2021とサブスクリプション型Office 365 (Microsoft 365)

Microsoftソフトウェアの購入方法には、買い切り型と毎月定額使用料を支払うサブスクリプション型があります。

日本市場で優勢な買い切り型Office 2019のメインストリームが、今週10月10日に終了しました。今後は、延長サポートのみです。代替ソフトウェアは、買い切り型Office 2021、または、サブスクリプション型Office 365(=Microsoft 365)です。

本稿は、Windows 12やMicrosoft Officeの購入方法とセキュリティを考察します。

買い切り型Office 2019メインストリーム終了

買い切り型Office メインストリーム 延⻑サポート
Office 2019 終了:2023年10月10日 2年間:2025年10月14日
Office 2016 終了:2020年10月13日 5年間:2025年10月14日
Office 2021 2026年10月13日 予定なし

PCプレインストールOfficeなどOffice 2019のメインストリームは、10月10日に終了しました。メインストリーム中は、仕様や機能変更、セキュリティ更新がオンラインで提供されます。これに対し延長サポート中は、セキュリティ更新のみの提供です。

現状機能に不満が無い方は、延長サポート終了の2025年10月14日までOffice 2019を使用できます。同様に、Office 2016も延長サポート2025年10月14日まで使用可能です。

延長サポート短縮

メインストリーム終了後、延長サポートを5年間行うのがMicrosoftの過去慣例でした。

Office 2016は、この慣例に沿っています。しかし、Office 2019延長サポートは、2025年までの2年間に短縮されました。そして、Office 2019の買い切り型代替のOffice 2021は、延長サポートの予定がありません。

つまり、買い切り型Officeの全サービスは、2026年10月13日で終了します。

Microsoftは、買い切り型Officeの提供を止め、Office 2021メインストリーム終了の2026年10月13日以降は、サブスクリプション型Office 365へ全面移行したいのではないかと推測します。

2026年は買い取り型Officeからサブスクリプション型Officeへ移行必須
2026年は買い取り型Officeからサブスクリプション型Officeへ移行必須

Office 2019/2016延長サポート終了の2025年10月14日からOffice 2021メインストリーム終了の2026年10月13日までの1年間は、ユーザが買い切り型からサブスクリプション型へ移行する猶予期間と言えます。

Windows 11 23H2

2024年にWindows 12が新発売されるのは、確実なようです。Windows 12もまた、サブスクリプション型か、従来のWindows 11から無償アップグレードかの話題がありました。結局、サブスクリプション型は無さそうです。

一方、今秋配布Win11 23H2は、予想に反し150以上ものAI関連を含む大型機能追加が予定されています。しかし、これら追加機能は、初期状態では無効化されており、順次有効化されるという異例の方法で提供されます。

筆者は、このWin11 23H2の異例提供方法を、2024年発売のWin 12機能テストという位置付けと推測します。AI出力の妥当性や安定性も、このWin11 23H2で検証されるでしょう。

既に、Win11 23H2プレAI機能提供、Win11 22H2 累積更新プログラムKB5030310は、多くの不具合が報告されています。これらを解消し、安定/安心なAI新機能をWin11 23H2でテスト後に、改めて2024年秋にAI機能強化Win12として発売すると思います。

脚光を浴びているWin AI機能(Copilot)ですが、その安定化には、1年程度の実証テストは必要になるでしょう。また、ユーザ側のAI評価もこの実証には不可欠です。

Microsoftがこれらを試し、Win AI自身を成長させるには、人気が無いWin11最終版、Win11 23H2で1年テスト運用すると判断しても不思議ではありません。

つまり、Win11 23H2不具合を避けたいユーザは、現行のWin11 22H2を使い続け、来年秋にWin12へアップグレードするのも一案です。

サブスクリプション型Windows 12

サブスクリプション型Windows 12
サブスクリプション型Windows 12

Office 2021とOffice 365同様、サブスクリプション型Windows 12も、買い切り型Win12と並行して販売されるかもしれません。現行のWindows 365が、これに相当するか筆者は、判りません。

しかし、サブスクリプション型で個人向けWindows 12が提供されれば、常に最新セキュリティや新Win AI機能を安定提供できるなど、Microsoft/個人ユーザともにそのメリットは大きいと思います。

Summary:高セキュリティなサブスクリプション型

急増、急変するウイルスやサイバー攻撃に対し、セキュリティ対策は必須です。しかもその対策は、常に最新版がタイムリーに提供される必要があります。

しかし、買い切り型の現行Windowsは、毎月2回(第2/4水曜)のアップデートです(緊急アップデート除く)。しかも、そのアップデート適用は、ユーザ操作に任されています。

これがサブスクリプション型に変れば、常時、最新セキュリティ対策がMicrosoft側で実施できます。ウイルス蔓延やサイバー攻撃を防ぐ効果は大きいでしょう。

つまり、サブスクリプション型ソフトウェアは、買い切り型よりも高いセキュリティが期待できます。

セキュリティ脅威に対抗するには、端末セキュリティは、パスワードからパスキーへ、WindowsやOfficeなどのPC必須ソフトウェアは、買い取り型からオンライン接続サブスクリプション型へ移行するのは、自然な流れだと思います。


MCU AIトレーニング資料

STマイクロの日本語トレーニング資料(組込みAI編)
STマイクロの日本語トレーニング資料(組込みAI編)

STマイクロの日本語トレーニングサイト内に、9個の組込みAI資料を見つけたので紹介します。日本語のMCU AI資料は嬉しいです。STマイクロへのログインが必要ですが、どなたでも閲覧(PDFダウンロード)可能です。

MCU AIトレーニング資料8個の内容

トレーニング資料8個の内容です。1~8の内容に加えて10月3日に行われたウェビナー資料:コンピュータ・ビジョン編の計9個MCU AI資料が公開中です。

MCU AIトレーニング資料8個の内容
MCU AIトレーニング資料8個の内容

AI解説(Page 2)記載の8トレーニング資料の説明範囲:「AI基本概念には触れるが、AI、深層学習、Pythonプログラミングの詳細解説はしない」は、Edge AI/MLツールを利用しMCU開発を行う者に最適な内容だと思います(MCU AI現状と対策、1章:Edge MCI AI課題数参照)。

1~8資料は、読者のお好きな時間に読んでください。

本稿は、9個目のウェビナー資料:コンピュータ・ビジョン編から筆者印象に残った点をピックアップします。

コンピュータ・ビジョン編もくじ

コンピュータ・ビジョン編もくじ
コンピュータ・ビジョン編もくじ

ピックアップしたコンピュータ・ビジョン編のもくじです。コンピュータ・ビジョンとは、MCUが、AIを使って画像、動画、その他入力データから目的とする情報を抽出する手法です。

印象点が以下です。

  • Edge AI/ML MCU(Tiny ML Devices)は、2030年に25億台と予測(P4)
  • Edge AI/ML MCUは、クラウド接続無しで低レイテンシ(P9)
  • STM32MCUのAI開発ツールは、STM32Cube.AIとNanoEdgeStudioの2種類あり(P12)
  • 主要STM32汎用MCUは、AI開発ツール2種類両方が使える(P13)
  • STM32Cube.AIは、深層学習アプリケーションを簡単実現(P18)
    • ※NanoEdgeStudioは、前回投稿に記載中
    • ※深層学習とは、ニューラルネットワークによる機械学習手法

つまり、MCU開発者は、2030年の数年前までに、ソフトウェアで他社差別化できるEdge AI/ML(組込みAI)知識獲得と開発が必要と言えます。

Summary:STM32Cube.AIとNanoEdgeStudio差は継続調査

Edge AI/ML MCUが、クラウド接続不要でスタンドアロン動作であることは、大歓迎です。RTOSや高度セキュリティTrustZoneなどのネットワーク技術の必要性が低いからです。

従って、Edge AI/ML MCU開発は、ベアメタル開発の延長線上にあると言えます。25億台/2030年予測の内、Edge AI/ML MCU比率がどの程度かは不明です。しかし、RTOS/TrustZone MCU比率より多いことを筆者は期待します。

前回投稿のMCU AI開発ツール:NanoEdgeStudioと本稿のSTM32Cube.AIの特性差が何かは、現在不明です。もう少しAI/ML知識を獲得すれば、判ってくると思います。継続調査項目とします。

Afterword:判り難さは、馴染み無い用語起因

RTOS/TrustZone MCUよりもEdge AI/ML MCUの方が開発簡単とは言いません。

しかし、ベアメタル開発に近いのはEdge AI/ML MCU開発です。IoT MCUに必須なRTOS/TrustZoneは、AI/MLよりも馴染みが薄い用語が多く、しかも開発にその詳細理解も必須です。

一方、AI/MLは、AI解説編が示すようにAI/ML詳細理解よりMCU AIツールの効率的活用で十分開発できそうなことも理由です。

※望むらくは、AI/ML同様、RTOS/TrustZone開発支援ツールがあると嬉しいですね!

この意味でSTマイクロの組込みAI日本語資料は、MCU開発者に非常に役立ちます。是非一読(何度も読むこと)をお勧めします。馴染み無いAI/ML用語が、だんだん身近なります!

10月2日発表のWindows AI/CopilotもMCU AI/ML普及の追い風になるハズです。


MCU AI現状と対策

今秋リリースWindows 11 23H2は、AIによる作業支援:Copilot機能が追加される予定です。AIがより身近になるでしょう。

AIは、MCU開発へも押し寄せつつあります。ルネサス、STマイクロのEdge MCU AI現状と対策を示します。

MCU開発者に押しよせるAI/MLの風
MCU開発者に押しよせるAI/MLの風

Edge MCU AIとWindows AIの課題数

1: MCU開発へAIをどのように実装するか、2: 実装したAIをどのようにMCU製品メリットへ変えるか、そして、3: Edge MCU AI製品をどのように顧客に活用してもらうか、MCU開発者は、これら課題解決が必要です。

一方、Windows AIは、3:相当 のPCユーザとしてどのようにWindows AIを活用するかが課題です。

Edge MCU AIは、使うだけでなく開発も必要ですので課題の数が異なります。MCUベンダ各社は、AI MCUツールを発表しています。

本稿は、特に1:AIのMCU実装についてルネサス、STマイクロの現状とMCUソフトウェア開発者の対策を示します。

ルネサス:Reality AI Toolをe2 studioへ統合

2023年9月21日、ルネサスは、Edge AI専用ツール:Reality AIを、既存MCU開発環境:e2 studioへ統合しました。これにより、AIプロジェクトとe2 studio間のデータ共有が可能となり、開発効率が上がります。

動画はコチラ

STマイクロ:NanoEdge AI Studio

NanoEdge AI Studio Workflow(出展:NANOEDGE AI STUDIO V3)
NanoEdge AI Studio Workflow(出展:NANOEDGE AI STUDIO V3)

2023年8月3日、STマイクロは、Edge AI 専用ツール:NanoEdge AI StudioとST開発ボードを使って簡単・迅速にAI/ML:Machine Learning関連データを収集・検証し、機械学習アルゴリズムをわずか数ステップで生成できると発表しました。

動画はコチラ

AI/ML必然性

既存MCU開発環境へEdge AIツール出力をライブラリとして取込むことは、ルネサス/STマイクロ共に簡単です。

しかし、非力なMCUに最適なAI出力ライブラリを得ることが簡単か否かは、現在、筆者は分かりません。多分、この判断には、多少なりともAI/ML知識が必要になるでしょう。

AI/ML担当者とEdge MCU担当者、2人いれば問題は少ないです。しかし、Edge MCU開発者が両者を兼務することが、既存MCU IDEへAIツール統合の流れとマッチすることから必然だと思います。

ハードウェアとソフトウェア担当が別れるように、AI/MLとMCUソフトウェア担当が分離することを筆者は想定しにくいです。

Summary:急増Edge MCU AI対策

Edge MCU AI製品とAIなしのMCU製品を比較したSTマイクロの動画(7:34)は、興味深いです(リンク先下方に動画あり)。AI実装有無が、MCU製品の差別化要因になることを示しています。

また、Windows AI:Copilot機能の普及は、MCU製品顧客へも大きな影響を与えると思います。PCでのAI活用事例が多くなり、AIメリットを認識する顧客が増えるからです。

MCU開発者は、Windows AI普及に合わせて増加するであろうEdge AI/ML知識も備えておく必要があります。MCUベンダ各社は、Edge AI/MLセミナを活発化します。是非参加して、基礎知識を獲得しましょう!


STM32C0で最新32ビットMCU開発短期習得

STM32 Nucleoボード一覧(1M Flash以下 出展:STM32 MCU Developer Zone)
STM32 Nucleoボード一覧(1M Flash以下 出展:STM32 MCU Developer Zone)

STマイクロの1MバイトまでのFlash搭載STM32 Nucleo評価ボード一覧です(STM32 MCU Developer Zone掲載図から抜粋)。紺色のMainstream:汎用MCU評価ボードが多いことが判ります。

今回は、2023年3月発売の評価ボード:NUCLEO-C031C6を使って、最新Cortex-M系32ビットMCU開発を短期習得する方法を示します。

1. 短期習得に適すSTM32C0シリーズ

この評価ボードのMCU:STM32C031C6(Cortex-M0+/48MHz、Flash/32KB、RAM/12KB、LQFP48)は、STマイクロが8/16ビットMCU置換えを狙った新しい32ビットSTM32C0シリーズです。開発のし易さ、価格の低さ、入手性の良さが特徴です。

STM32C0シリーズの「C」は、Compact、またはCost-effectiveのCを表していると思います。同じLQFP48のSTM32G0シリーズとブロッグ図を比べると差分が判ります(「G」は、多分Generalを表す)。

STM32C031とSTM32G081の比較
STM32C031とSTM32G081の比較

どちらもCortex-M0+コア採用の汎用MCUです。違いは、STM32C0は、アナログや通信などの内蔵周辺回路、Flash/RAM容量を、8/16ビットMCU置換目的に必要最小限にし、G0比コストダウンを図っていることです。

つまり、STM32C0は、STM32汎用MCUシリーズの中で、最もBasicな周辺回路のみを備えたシリーズです。この周辺回路の少なさが、MCU開発をシンプルにし、短期習得に適す理由です。

2. 入手性・開発拡張性良いNUCLEO-C031C6評価ボード

NUCLEO-C031C6
NUCLEO-C031C6

STM32C0搭載の評価ボードNUCLEO-C031C6は、低価格で入手性が良く、ボード上にユーザLED/SW、拡張シールド接続用Arduinoコネクタ、デバッガ(ST-LINK/V2-1)が実装済みです。

関連投稿:Arduinoコネクタが評価ボードに多い理由

PCとUSB接続すれば、MCUプログラミングとデバッグ、PC Tera-Termで評価ボードとのVirtual-COM通信が可能です。Virtual-COMは、MCUでの様々な処理結果をPCで直接確認できるので便利です。

NUCLEO-C031C6が、最初の図で多くの汎用MCU評価ボードの一番下(Basic)であることもポイントです。

NUCLEO-C031C6で開発したHAL API利用ユーザソフトウェアは、MCU差に依存しない移植性の高さがありますので、処理性能不足時は、より上側の高性能ボードへユーザソフトウェア載せ替えも容易な訳です。

関連投稿:HALとMCUソフトウェア開発

3. サンプルコードが多いNUCLEO-C031C6評価ボード

MCUソフトウェア開発には、慣れが必要です。この慣れには、STM32C0シリーズサンプルコードを読み、かつ動作させるのが近道です。

NUCLEO-C031C6は、全73個のサンプルコード動作環境として使えます(2023年9月現在)。これは、他のSTM32C0評価ボードと比べ格段の多さです。

お勧めは、下図に示すHAL API利用の16個サンプルコードです。この16個HALサンプルコードだけを理解しても、STM32MCU開発初心者卒業と言えると思います。

NUCLEO-C031C6で動作するHAL APIサンプルコード(出展:AN5892)
NUCLEO-C031C6で動作するHAL APIサンプルコード(出展:AN5892)

初めはサンプルコードを詳しく理解する必要はありません。初期設定と無限ループの2つに分けて動作させれば、コード内容は自ずと判ってきます。ボード搭載デバッガは、ブレークポイント設定やRAM内容表示もできるので便利です。

関連投稿:組込み処理の基本のキ

4. 情報整理に役立つSTM32C0オンライントレーニング

STM32C0オンライントレーニングは、MCU開発情報の整理・習得確認に便利です。

但し、初めからこれらトレーニング資料を読むことはお勧めしません。おぼろげながらでも、開発全体像が見えた段階で、各資料読むと理解・整理が進むからです。前章サンプルコードを試した後がお勧めです。

サンプルコードやトレーニング資料は、エキスパートが作成します。残念ながらエキスパート作成資料は、初めての方には難解だと思います。

MCU習得も「習うより慣れろ」が当てはまります。案外簡単なことでも文章では難解さが強調されます。評価ボードとサンプルコードがあれば、とにかく動作が目視確認できます。

トレーニング資料は、動作目視後に頭の中を整理し、習得度を確認する際に便利と言えます。

Summary:STM32C0で最新32ビットMCU開発の短期習得

本稿は、最新汎用STM32C0を使って、回り道や障壁がなるべく低くなるMCU開発習得方法を示しました。

  1. 8/16ビット置換え用周辺回路厳選の低価格32ビットMCU:STM32C0
  2. デバッガとユーザLED/SW実装で入手性良いNUCLEO-C031C6評価ボード
  3. NUCLEO-C031C6で即実行できる多数の周辺回路サンプルコード
  4. 習得・情報整理に役立つSTM32C0オンライントレーニング

これらSTM32C0シリーズ特徴を持つ4つの開発環境を使うと、個人でも最新STマイクロ32ビットMCU開発の短期習得が簡単にできます。

Afterword:個人レベルスキル向上で老化日本対策

老化は、国レベルでも進行します。日本の少子・高齢化がもたらす2040年問題。全体同調意識の強い老化日本では、その対策は期待できません。

残る策は、個人レベルのスキル向上です。IoT MCU開発スキルは、激変技術世界でも生き残る有力策の1つと思います。


NTT Innovative Devices

2023年9月6日、IOWN光電融合技術の規格・設計・開発・製造・販売を行うデバイス製造新会社:NTT Innovative Devicesの記者会見がNTTブログに掲載されました。

新会社:NTT Innovative Devicesは、NTT研究所の光電融合部門と最先端光電子部品メーカ:NTTエレクトロニクスの2者を統合しました。

新会社NTT Innovative Devices(出展:記者会見記事)
新会社NTT Innovative Devices(出展:記者会見記事)

NTT Innovative Devicesは、光電融合デバイス市場をネットワークだけでなくコンピューティングへも広げること、そして次世代ネットワークの電力問題を解決するミッションを持ちます。

新会社NTT Innovative Devices

NTT Innovative Devices体制(出展:記者会見記事)
NTT Innovative Devices体制(出展:記者会見記事)

NTT Innovative Devicesは、光電融合デバイスの研究開発とデバイス製造、北米、欧州、ホンコンなど世界規模の販売が目標です。

会見で示された事業戦略も、実践的かつアグレッシブで、従来にない新しい研究・開発・製造・販売スタイルを持つ会社と言えます。

従来のNTTグループ企業とは異なる日本に固執しないビジネス展開が期待できそうです(関連投稿:日本固執Change)。

地球沸騰化の電力不足を救う光電融合デバイス

デジタル世界を支えるクラウドのデータ量がこのまま増え続けると、データセンター消費電力はさらに増加し、地球温暖化へ繋がります。参考資料:光電融合技術とは、2023年8月29日、NTTブログ。

国連グテーレス事務総長が示した危機感「地球沸騰化」は、絶対に避けなければなりません。

光電融合技術は、コンピュータやネットワーク内の電気処理と光処理を融合し、電力効率100倍、伝送容量125倍、エンドエンド遅延1/200が目標の革新的デバイス技術です(関連投稿:IOWN 1.0提供開始)。

IOWN特徴(出展:NTTサイト)
IOWN特徴(出展:NTTサイト)

Summary:低消費電力化はIoT MCUへも

個々の消費電力は僅かでも、世界中で莫大な投入数量が予想されるIoT MCU。

ネットワークによる電力不足や地球環境変化は、IoT MCU開発も影響を受ける可能性があります。MCU開発者は、処理効率だけでなく、低消費電力化を意識した開発も重要になりそうです。

コチラの投稿に、間欠的な無限ループ動作と空き時間SleepによりMCU消費電力を下げる基本動作を示しています。参考にしてください。

Afterword:今年の猛暑

今年の日本の夏は暑かった。未だ猛暑は続いていますが、異常気象は電力不足に直結します。

例えば、自動車排出ガス規制のように、地球規模のエネルギー危機は、我々MCU開発者へも低消費電力開発を義務化する動きに繋がるかもしれませんね。


HALとMCUソフトウェア開発

HAL:Hardware Abstraction Layer APIを使えば「MCUデバイスに依存しないソフトウェア開発」ができる。そこで、汎用MCUでプロトタイプソフトウェアを作り製品MCUを選択。これが、前投稿でした。
主題は、製品MCU選択方法です。

今回は、この方法の基になる「MCUデバイスに依存しないソフトウェア開発ができる」部分を、もっと具体的に説明します。

MCUソフトウェア開発の鍵HAL API

前投稿最後に示したSTM32デバイスとユーザアプリケーション移植性の両方を満たすHALスタック図を具体化します。

弊社STマイクロ関連テンプレートに採用したSTM32F0/F1/G0/G4デバイスとNucleo評価ボード、一般的なベアメタルソフトウェア開発を想定し作り直したHALスタック図が、下図です。UtilityやMiddlewareは使いませんので空白にしています。

User ApplicationとHAL間は、HALドライバを用います。例として、GPIO接続のLEDをトグル出力するHAL API関数:HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin)で説明します。

ベアメタルソフトウェア開発のHALスタック図
ベアメタルソフトウェア開発のHALスタック図

HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin)

STマイクロのHALドライバは、接頭語に必ずHAL_が付きます。ソース上も判別し易いです。

HAL_GPIO_TogglePin(xPort, yPin)は、MCU Port名xのPin番号yを使うGPIOに対して、トグル(HighからLow、またはLowからHigh)出力するドライバ関数です。

例えば、STM32G0評価ボード:Nucleo-G071RB実装ユーザLED:LD4は、PA5接続です。トグル出力は下記です。

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5)   //物理GPIOポートA、5番ピンをトグル出力

STM32G4評価ボード:Nucleo-G474RE実装済みユーザLED:LD2も、同じくPA5接続ですので、全く同じHALソフトウェア記述で、ユーザLD2のトグル出力ができます。

Nucleo評価ボードBSP

Nucleo-G071RBとNucleo-G474REは、どちらも64ピンMCUパッケージで、たまたま同じ物理記述ポート名とピン番号が、ユーザLEDに接続済みでした。

しかし、一般的には開発MCUや評価ボードで異なるポートとピンへユーザLEDが接続されます。

そこで、物理記述GPIOAやGPIO_PIN_5と、評価ボードの論理記述LD2やLD4を結び付けるのが、BSP:Board Support Packageです。この結び付けにより、異なる物理記述ポート、ピン番であっても、同じ論理記述のDemonstrationやUser ApplicationでLEDを動作させることが可能になります。

具体例で示すとNucleo-G071RBのBSPは、STM32CubeIDEのmain.hに展開され、LD4関連は下記です。

#define LD4_GPIO_Port  GPIOA  //LD4_GPIO_Portを物理GPIOポートAと定義
#define LD4_Pin  GPIO_PIN_5     //LD4_Pinを物理5番ピンと定義

Nucleo-G474REのBSPは、LD2関連main.hが下記です。

#define LD2_GPIO_Port  GPIOA  // LD2_GPIO_Portを物理GPIOポートAと定義
#define LD2_Pin  GPIO_PIN_5     // LD2_Pinを物理5番ピンと定義

LD2とLD4の部分が異なります。BPSは、評価ボードのハードウェア毎に異なります。

各評価ボードのソースコードを読む時は、LD2やLD4と論理記述した方が、物理記述のGPIOAやGPIO_PIN_5よりも判り易いため、これらdefine文を使います。

評価ボード非依存ソフトウェアテクニック

評価ボード単位のソースコードを読む時は、実装中のLD2やLD4と論理記述した方が判り易いです。

では、様々な評価ボードで共通に動作するUser Applicationを開発する場合は、どうすれば良いのでしょうか?

答えは簡単です。論理記述をLD2やLD4から、より上位の論理記述へ結び付ければOKです。例えば、下記です。

#define BOARD_LED_PORT  LD4_GPIO_Port    //BOARD_LED_PORTをLD4_GPIO_Portと定義
#define BOARD_LED_PIN  LD4_Pin         //BOARD_LED_PINをLD4_Pinと定義

このように評価ボード単位のdefine文を、上位実装LEDや論理ピンへ再定義すれば評価ボード非依存のソフトウェアが開発できます。

define文は、開発者が、ソースコードを読み易くするための機能です。define文で再定義しても、コンパイル時に最終物理対象(GPIOAやGPIO_PIN_5)に置き換わるため、処理速度が遅くなるような弊害はありません。

STM32Cube MCU Packages Manager

さて、HALスタック図では1個のHALも、実はMCU毎に異なります。

このMCU毎に異なるHALを、STM32CubeIDEへ実装するツールが、STM32Cube MCU Packages Managerです。

MCU毎に異なるFirmware(HAL)をSTM32CubeIDEへ実装するSTM32Cube MCU Package Maneger
MCU毎に異なるFirmware(HAL)をSTM32CubeIDEへ実装するSTM32Cube MCU Package Maneger

STM32Cube MCU Packages Managerは、プロジェクトのハードウェア設定ファイル(icoファイル)を開いた状態で、Help>Manage Embedded Software Packagesで表示できます。上図は、STM32C0/F0/F1/G0/G4のPackage部分を抜粋しています。

このSTM32Cube MCU Packages Managerで、最新のFirmware Packageを開発に使うか、それとも、古いFirmware Packageを使うかが選択できます。上図は、STM32G0ソフトウェア開発に最新Firmware V1.6.1を開発に使うことを選択中の例です。

Firmware Package版数の訳

このMCU Firmware Packageが、HALの実体です。

例えば、STM32G0 Firmware V1.6.1は、旧Firmware V1.6.0と上位のUser Applicationに対しては同じHAL APIを提供しますが、その実体は、旧HALのバグ修正や販売中のSTM32G0 MCUに応じて中身が変わります。

つまり、このFirmware Packageが、MCU差や過去のHAL版に依存しないHAL APIを、User Applicationへ提供する仕組みそのものです。

MCU発売後、経過時間が長くなると、同一MCUでも多くのFirmware Package版が選択可能になります。

お勧めは、最新Firmwareです。

複数のFirmware版が存在する理由は、STマイクロがMCU供給を最低10年保証しているためです。新MCUパッケージ追加発売時は、新しいFirmware版で対応します。簡単に言うと、MCU開発履歴が版数に現れる訳です。

つまり、開発者が、顧客提供時Firmwareをそのまま継続開発に使いたい場合には、最新版だけでなく過去のFirmwareも選択肢になる訳です。

実際の選択は、icoファイルのProject Managerタブの一番下、Firmware Package Name and Versionで設定します。

Summary:HAL APIソフトウェア開発

BSPとMCU Firmwareによりハードウェア依存性が無いHAL APIsが提供
BSPとMCU Firmwareによりハードウェア依存性が無いHAL APIsが提供

MCUソフトウェアは、HAL APIを使うとMCUに依存しない移植性の高いUser Applicationソフトウェアの開発ができることを説明しました。

User ApplicationとHAL API間のハードウェア依存性を無くす手段として、評価ボード毎に異なるBSPや、MCU毎に異なるMCU Firmware Package(HAL)を用います。

汎用MCUを使ったHAL APIプロトタイプ開発ソフトウェアは、MCU変更に対して移植性が高いため、User Applicationソフトウェアの資産化も期待できます。

Afterword:MCU説明の難しさ

本稿の内容は、中級以上のMCU開発者にとっては、自明の理です。しかし、この自明の理を説明するのは、結構大変です。本稿も、説明不足の箇所が多々あります。

MCU開発では、この自明の理の部分が多いため、開発者レベルを上げる障壁は高くなります。例えて言うと、スマホが初めての方に、その取扱い方法を文書だけで説明するようなものです。

本稿は、STマイクロのHALを例に説明しました。これは、現在MCU毎に販売中の弊社STM32F0/F1/G0/G4テンプレートを、MCU共通のSTM32MCUテンプレートへ発展させる布石でもあります。

本稿内容が、すんなり判る開発者には、STM32共通MCUテンプレートは、多分不要(ご自分で開発できる)ですし、判らない方には、STM32共通テンプレートよりも個別STM32F0/F1/G0/G4テンプレートの方が使い易いと思っています。

今回のような長文は、筆者の苦手な分野です。が、時々は挑戦すべきと考えております。ご質問や判り難い箇所のご指摘も大歓迎です。読者の方々からのレスポンス、お待ちしております。