100MBフラッシュマイコンとFreeRTOS

ルネサス、100MB超の大容量フラッシュ内蔵、160℃で10年以上のデータ保持もできる車載可能な次世代マイコン実現にメドの記事が、EE Times Japanで12月6日発表されました。

ルネサス100MBフラッシュマイコン実現にメド
ルネサス100MBフラッシュマイコン実現にメド(記事より)

これは、ルネサスが車載半導体シェア30%を狙う動きとリンクしています。マイコンは、ROM128KB、RAM128KB(Cypress PSoC 4 BLEの例)の「キロバイト」容量から、5~6年後には「メガバイト」へと変わろうとしています。

FreeRTOS

Richard Barry氏により2003年に開発されたFreeRTOSもVersion 10が発表されました。12月3日投稿で示したようにアマゾンがAWS:Amazon Web Service接続のIoT MCUにFreeRTOSカーネルを提供したことで、マイコンへのFreeRTOS普及が一気に進む可能性があります。

Amazon FreeRTOS
Amazon FreeRTOS(サイトより)

従来のFreeRTOSは、5KB以下のROMにも収まりリアルタイム性とマルチタスク処理が特徴で、小容量マイコンでも十分に使えるRTOSでした。しかし、Amazon FreeRTOSの魅力的ライブラリをフル活用すると大容量ROM/RAMが必要になるハズです。フラッシュ大容量化、製造技術の細分化の流れは、マイコン高性能と低消費電力ももたらし、Amazon FreeRTOSを使用しても問題はなさそうです。

世界的な電気自動車化:EVシフトの動きは、マイコンに数年で激しい変化を与えます。弊社もCortex-M0\M0+コアに拘らず、STM32F1で使ったCortex-M3コアなどの更に高性能マイコンにも手を伸ばしたいと考えています。

ポイントは、FreeRTOSだと思います。その理由が以下です。

Amazon FreeRTOS対応のSTM32L475 Discovery kit for IoT Nodeのサイトで、AWS経由でどのようにクラウドに接続し、評価ボード実装済みの各種センサデータをグラウド送信する様子や、逆にグラウド側からボードLEDを制御する様子が英語Video(約11分)に紹介されています。
英語ですが、聞き取り易く、解り易いので是非ご覧ください。

Videoで使用したサンプルソフトも同サイトからダウンロードできます。殆ど出来上がったこのサンプルソフトへ、必要となるユーザ処理を追加しさえすれば、AWS IoT端末が出来上がります。

追加ユーザ処理は、FreeRTOSのタスクで開発します。タスクの中身は、初期設定と無限ループです。無限ループは、使用マイコン(Videoの場合はSTM32L4+)APIとFreeRTOS APIの組合せです。

つまり、従来マイコン開発に、新たにFreeRTOS API利用技術が加わった構成です。従来マイコン開発は、マイコンテンプレートで習得できます。但しFreeRTOS利用技術は、別途習得する必要がありそうです。

その他の細々したクラウド接続手続きは、通信プロトコル上の決まり文句で、独自性を出す部分ではありません。

マイコンテンプレートサイト、レスポンシブ化完了

その弊社マイコンテンプレートサイトのレスポンシブ化が完了しました。閲覧の方々が、PCやスマホで画面表示サイズを変えても、自動的に最適表示に調整します。

また、サイト運営側も従来サイトに比べ、ページ追加/削除が容易な構成に変わりました。より解りやすく充実したサイト内容にしていきます。動作テストを十分にしたつもりですが、ご感想、バグ情報などをメールで頂ければ幸いです。

IoT向けマイコン動向とマイコンテンプレート

IoT構成デバイス、特に数億~数十億とも予想される莫大な出荷数のマイコンに対して、ネットワークやセキュリティなどのIoT向け機能を強化した新マイコンがベンダ各社から登場しています。

Runesas Synergy

この新マイコンの1つ、ルネサスSynergyの“セキュリティ強化ポイント”と“開発アプローチ”に関する2種ホワイトペーパーが9月9日公開されました。ティーザー広告手法でしょうか? Synergyは、2015年末に詳細発表予定です。

セキュリティの方は、私はイマイチ解らないのですが、開発アプローチのペーパーを読むとSynergyが、ARM Cortex-MコアでEclipseベースのe2 studioThreadX RTOSを使うらしいことが解ります。

狙いは、ルネサスが、System Codeと呼ぶドライバーやミドルウエア、RTOSなどをパッケージで提供することで、開発者労力をアプリケーションに集中させ、トータル開発時間を削減することです。

CS+のコード生成にReal Time OSを付けた、または、Visual StudioのWindowsデスクトップアプリ開発環境に近いイメージでしょうか? 私は、NVICによるイベントドリブンプログラム派ですので、OSが小規模マイコンのオーバーヘッドにならないか気がかりです。

開発キットかスターターキットの購入&登録でSystem Codeパッケージを全て使用できるそうです。

Cypress PSoC4/PRoC BLE

Cypressでは、PSoC4は、“IC: Integrated Circuit”の位置づけ、PRoC BLEは、プログラマブルRadio機能のBLE: Bluetooth Low Energyを追加した“マイコン”と言うそうです。PSoC4にBLEを追加し2015年発売のPSoC4 BLEPRoC BLEともにCortex-M0コアを使いBluetooth 4.1モジュールが実装済みのパッケージです。

確かにPSoC4 BLEは、Cypress独自のプログラマブルなアナログモジュールやデジタルモジュールにBLEモジュールが追加されています。一方、PRoC BLEは、見慣れたADCやPWMにBLEが載っており、アンテナパターンと2個のL、C追加のみでBluetooth マイコンが低コストで実現できそうです。

PRoCブロック図とBluetoothアンテナパターン(データシートより抜粋)
PRoCブロック図とBluetoothアンテナパターン(データシートより抜粋)

PSoC4 BLEとPRoC BLEの両方をBaseboardに載せ換えて開発できるお得なBluetooth Low Energy (BLE) Pioneer Kitは、チップワン、DigikeyやMouser、Cypressから購入できます。また、秋月電子でBLEなしのPSoC4 Prototyping Kitが600円、PSoC4 Pioneer Kitが3000円で購入できます。

※Cypress主催の“ハンズオン トレーニング ワークショップ:PSoC4およびBLEシステム設計入門”に参加すると、2015年9月現在、PSoC4 Pioneer KitとBluetooth Low Energy (BLE) Pioneer Kitが無料で入手できます。

マイコンテンプレートの今後

2015年末完了予定のNXPによるFreescale買収後は、両社のCortex-M0+/M0ラインアップも変わる可能性があります。私は、Cortex-M0+マイコンの統合を予想しており、この結果、現在4種提供中の弊社マイコンテンプレートも減るかもしれません。

対策と言っては失礼ですが、Cortex-M0搭載でBluetoothも使えるCypress PRoC BLEかPSoC4 BLEのテンプレートラインアップ追加を検討中です。ブログにPSoC4/PRoCマイコンカテゴリーを追加し今後経過を掲載します。

Runesas Synergyはもう少し様子を観察する必要があります。