IoT MCUコア次世代像

2020年11月27日2020年12月10日 WithHappy

PCのCPUは、IntelとAMDの2社が独占状態でした。しかし、AppleがARMベースの新CPU：M1を発表し、そのコストパフォーマンスは、Intel/AMDの3倍（！）とも言われます（記事：「ソフト技術者もうなるApple「M1」の実力、新アプリに道」や、「Apple M1の実力を新世代のIntel/AMD CPUと比較」など）。

本稿は、これらPC CPUコアの現状から、次世代IoT MCUコアの3層構造と筆者希望的観測を示します。

CPUコア：Apple/Intel/AMD

筆者が学生だった頃は、マシン語のPCソフトウェアもありました。CPUコア性能が低いため、ユーザ要求を満たすアプリケーション開発には、ソフトウェア流用性や開発性を無視したマシン語開発もやむを得ない状況でした。

現在のCPUコア性能は、重たいGUIやネットワーク処理を複数こなしても、ユーザ要求を満たし、かつ流用性も高いC/C++などの高級言語でのアプリケーション開発が普通です。Appleは、この状況でIntel/AMDコストパフォーマンス比3倍のM1 CPUを開発しました。

このM1 CPUを使えば、従来CPUのボトルネックが解消できるために、より優れたGUIや新しいアプリケーションの開発が期待できます。

このM1実現の鍵は、5nmルールの製造技術と新しいCPU設計にあるようです。

MCUコア：ARM/Non ARM

MCUはARMコアとNon ARMコアがありますが、Non ARMコアのコストパフォーマンス比は、M1程ではありません。従って、主流はARM Cortex-M系シングルコア採用MCUで、事実上ARMコア独占状態です。開発言語はC言語でベアメタル開発、製造プロセスも数10nmと、いわば、数10年前のIntel独占CPUコアに近い状況です。

RISC-Vという新しいMCUコアも出てきましたが、まだ少数派でその性能も未知数です。Intel/AMD CPUと比較記事の最後に記載された「競争こそユーザの利益」には、MCU世界はなっていません。

ARMはコア設計図のみ提供し、デバイス実装はMCUベンダが担当します。従って、現状のMCU世界が続く場合には、MCU高速化は製造技術進化とマルチコア化が鍵です。

ARMは、エッジAIに向けたNPUを発表しました。独自MCUコアと付随する開発環境を提供でき、かつコストパフォーマンスがARMコアの数倍を実現できるMCUベンダが無い現状では、ARMの頑張りがIoT MCUを牽引すると思います。

※NVIDIAによるARM買収が、今後のARM動向に及ぼす影響は気になる状況ではあります。

IoT MCUコア

MCUコアとCPUコアの一番の差は、ユーザ要求コストです。これは、同じコアのMCU製品に、内蔵周辺回路やFlash/RAM容量の異なる多くのデバイスをベンダが提供中であることからも解ります。ユーザは、MCUに対して無駄なコストは払いたくないのです。

つまり、MCUデバイスはアプリケーション専用製品、CPUデバイスは超汎用製品、ここが分岐点です。

IoT MCUには、エッジAI、セキュリティ、無線通信（5GやWi-Fi）などのIoT機能追加が必要です。これら機能を並列動作させる手段として、RTOSも期待されています。この状況対応に、MCUコアも高性能化やマルチコア化に進化しつつあります。

セキュリティや無線通信は、予め決まった仕様があり、これら対応の専用ライブラリがベンダより提供されます。但し、セキュリティは、コストに見合った様々なセキュリティレベルがあるのも特徴です。ソフトウェア技術者は、専用ライブラリのMCU実装には神経を使いますが、ライブラリ本体の変更などは求められません。この仕様が決まった部分を「IoT基本機能」と本稿では呼びます。

MCUソフトウェア開発者が注力すべきは、ユーザ要求に応じて開発するIoTアプリケーション部分です。この部分を、「IoT付加機能」と呼び、「IoT基本機能」と分けて考えます。

ユーザのアプリケーション専用MCU製品意識は、IoT MCUでも変わりません。例えば、IoT基本機能の無線機能は不要や、ユーザがコストに応じて取捨選択できるセキュリティレベルなどのIoT MCU製品構成になると思います。一方、IoT付加機能だけを実装するなら、現状のMCUでも実現可能です。

以上のことから、IoT MCUは3層構造になると思います。

層	機能	追記
Back End IoT MCU	IoT基本機能＋付加機能＋分析結果表示	収集データ分析結果ビジュアル表示
IoT MCU	IoT基本機能＋付加機能	高性能、マルチコア、RTOS利用
Front End IoT MCU	センサデータ収集などのIoT付加機能最小限セキュリティ対策	収集データは上層へ有線送信コスト最重視

最下層は、ユーザ要求アプリケーションを実装し、主にセンサからのデータを収集するFront End IoT MCUです。ここは、現状のARM/Non ARMコアMCUでも実現できIoT付加機能を実装する層です。デバイスコスト最重視なので、最小限のセキュリティ対策と収集データを有線、または無線モジュールなど経由で上位IoT MCUへ送信します。IoT MCUサブセット版になる可能性もあります。

中間層は、高度なセキュリティと市場に応じた無線通信、エッジAI機能などのIoT基本機能がフル実装できる高性能MCUコアやマルチコア、RTOS利用へ進化した層です。IoT付加機能も同時実装可能で、下層の複数Front End IoT MCUが収集したセンサデータを、まとめて上位Back End IoT MCUまたは、インターネット空間へ直接送信できます。製造技術進化とマルチコア化、ARM新コア（Cortex-M23/33/55など）が寄与し、IoT MCUの中心デバイスです。

最上層は、第2層のIoT MCU機能に加え、インターネット空間で収集データを分析・活用した結果をユーザへビジュアル表示する機能を追加した超高性能MCUコア活用層です。自動車のADAS（Advanced Driver-Assistance Systems：先進運転支援システム）のおかげでユーザへのビジュアル表示要求はより高度になります。このユーザ要求を満たす次世代の超高性能IoT MCU（またはMPU）が実現します。

最下層のFront End IoT MCUは、現状のCortex-M0+/M4コアで弊社テンプレート適用のMCUが生き残ってほしい、というのが筆者の希望的観測です。
それにしてもAppleのコスパ3倍M1、凄いです。iPhoneもそうですが、抜きん出た技術と経営能力、Jobs精神、健在ですね。

Windows 10 20H2更新方法

2020年10月30日2020年11月13日 WithHappy

年2回のWindows 10大型更新、Windows 10最新バージョン20H2がリリースされました。Windows Updateを待たずにユーザ主体で最新のWindows 10大型更新を実行する方法と、そのメリット/デメリットを示します。

まとめ

準備	MediaCreationTool20H2.exeダウンロード	0.5時間 ※Pro/64bitは8GBでOK
	USB/DVDインストールメディア作成
	旧Windows 10バックアップ（更新失敗リカバリ対策）	※環境依存で省略
更新	旧Windows 10起動状態で作成USBのsetup.exe実行	1～3時間（PC依存） ※この間クリック1回
	新Windows 10へ引き継ぐもの選択後インストールクリック
	新Windows 10の大型更新自動完了

旧Windows 10バージョン2004のアプリケーションとユーザデータの両方を保持したまま、新Windows 10バージョン20H2を上書きインストールする方法です。メリットとデメリットが以下です。

メリット	いつ始まるか判らない新Windows 10大型更新をユーザ主体で開始
	タイミングの良いバックアップを取るので、良いところからリカバリ
	アプリとユーザデータ両方保持で、新Windows 10でも即開発継続
	USBは複数PC更新に使え、新Windows 10トラブル回復ツールにもなる
デメリット	レジストリはデフォルト値へ戻る。ユーザ変更時は再設定が必要。

Windows 10上書きインストール準備

Windows 10大型更新がリリースされると、同時にMicrosoft公式ツール：MediaCreationTool20H2も発表されます。

MediaCreationTool20H2は、Windows 10新規/再インストールに必要な全ファイルをUSBやDVDへ保存するツールです。Windows ProとHome、64ビット版と32ビット版の各バージョンを保存できますが、Windows Pro/64ビット版のみなら8GB容量のUSBで十分です。

ツールダウンロードとUSBメディア作成時間は、ダウンロードリンク速度に依存しますが、約30分です。

作成したUSBは、複数PCの大型更新に使えます。また、Windows 10起動トラブル、例えばスタートアップ修復やコマンドプロンプト処理などの回復ツールとしても動作します。

MediaCreationツールで作成したUSBメディアの大型更新と回復の2用途

以上がWindows 10上書きインストール開始前の最低限の準備です。

但し、今回に限らずWindows 10の大型更新には、多くの不具合報告があります。使用中のPCが大型更新で不具合に遭遇しても、不具合前へリカバリできるシステムバックアップも、更新前のユーザ側準備としては必須です。

バックアップツールは、有償/無償含め様々です。バックアップだけでなく、リカバリができる確認もお勧めします。リカバリ本番で失敗する例は、世の中にたくさんあります。バックアップ所要時間は、使うツールやご利用環境に依存しますので、省略しています。

バックアップのもう1つの重要事項は、タイミングです。開発が一段落したなど、バックアップに適し、ユーザや開発者が安心しているタイミングがあります。ユーザの都合が良いタイミングでバックアップを確実にとり、かつ、Windows 10大型更新を迎えれば、たとえトラブルにあっても冷静に対処できます。

Windows 10上書きインストール更新

Windows 10上書きインストールの最重要事項は、旧Windows 10起動状態で作成したUSB/DVDのsetup.exeを実行することです。以下、Windows Pro/64ビット版USBを例に説明します。

旧Windows 10起動後に準備で作成したUSBを装着し、setup.exeをクリックします。すると、最新の更新プログラムダウンロードが始まり、インストール準備完了へ画面が変わります。

「個人用ファイルとアプリを引き継ぐ」がデフォルトになっています。これが、旧Windows 10アプリケーションとユーザデータの両方を保持のまま、新Windows 10を上書きインストールする設定です。

引き継ぐもの変更をクリックすると、アプリ、または、個人用ファイルのみ、どちらもなしなども選択可能です。どちらもなしの場合が、クリーンインストールに相当します。

上書きインストール中、このインストール準備完了画面のインストールのみがクリック個所です。インストールクリック後は、何の操作も不要です。PCが勝手に何回か再起動し、新Windows 10バージョン20H2の初期画面が表示され大型更新完了です。

更新開始から完了までの所要時間は、PC（ネットワーク速度やPC性能）に依存します。おおよそ1時間から3時間程度です。この間のクリックは1回だけです。クリック後は読書や運動などでもして気楽に新Windows 10初期画面を待てば良いでしょう。

Windows 10上書きインストールメリット/デメリット

Windows 10上書きインストールの最大メリットは、ユーザ主体でWindows 10大型更新を開始できること、同時に、更新失敗に備えたシステムバックアップが取れることです。

どちらもWindows任せ、つまりWindows Updateで自動開始にすると、ユーザや開発者が不安定な時や思わぬタイミングで更新を開始し、バックアップを忘れる、適切なバックアップが取れないなど、本来なら起こるはずが無いユーザ起因のトラブルにも遭遇する可能性がでてきます。

新Windows 10バージョン20H2は、旧Windows 10バージョン2002の小変更版と言われます。小変更なら尚更早く更新完了し、Windows 10最新バージョン20H2による安定したPC運用を望みたいと筆者は思います。但しMicrosoftは、Windows 10バージョン20H2のUpdate配布を遅らせるとの2020/10/23情報もあります。

Windows 10のライフサイクルは、わずか1.5年です。この間半年毎に2回大型更新があり、たとえ各回の更新を延期しても、1.5年後には必ず大型更新が必須です（ライフサイクルは、関連投稿：WindowsとLinux Mintの大型更新比較を参照してください）。

Windows 10起因の大型更新トラブル遭遇確率は、ユーザ主体開始でも自動開始でも大差ないと思います。むしろユーザ主体上書きインストールの方が、ユーザ起因トラブルがない分、トータルの大型更新トラブル確率は低くなるかもしれません。

※本稿は、大型更新トラブルの原因を、Windows 10起因とユーザ起因、これら2つに分けて考えています。

上書きインストールのデメリットは、上書きなのでWindows 10レジストリがデフォルト値に戻ることです。デフォルト値は、MicrosoftがWindows 10運用上、最も安全と考える値です。しかし例えば、ネットワークのパスワード保護共有を有効→無効にユーザが変更している場合などは、再設定が必要です。

ご利用中のPCで、メリット/デメリットを天秤にかけ、本方法適用をご自身でご判断ください。

なお弊社は、本稿のWindows 10上書きインストール更新方法で、メインPC/ノートPC/バックアップPC：3台のWindows 10バージョン1909→2002→20H2の過去３回の大型更新を、運よく（？）成功した実績があります。

WindowsとLinux Mintの大型更新比較

2020年9月4日2020年9月18日 WithHappy

春と秋の年2回大型更新するWindows 10のリリース開始からサポート終了までのライフサイクルは、1.5年です。Windows 10最新バージョン2004へ更新済みの場合、2021年12月14日までは、2回目/3回目の大型更新を延期でき、この間の大型更新トラブルも回避できる可能性があります（COVID-19の影響は除いています）。

一方、Linux Mint 20の大型更新は春の年1回、ライフサイクルは5年です。

本稿は、このPC OSの大型更新を比較し、MCU開発用OSの安定性という観点から、Linux Mintが優位であることを示します（関連投稿：Linux Mintお勧め理由の続編という位置づけです）。

WindowsとLinux Mintの大型更新比較結果

	Windows 10（Version 2004）	Linux Mint 20（Ubuntu 20.04 LTS）
大型更新回数	年2回	年1回
ライフサイクル	1.5年（2021/12/14まで） ※この間2回の大型更新予定	5年（2025年春まで） ※この間4回の大型更新予定
大型更新方法	Windows Update（手動延期可能）	ユーザによるクリーンインストール
大型更新間隔	0.5年	1年
通常更新方法	Windows Update	アップデートマネジャー（５章参照）

Windows 大型更新（Windows 10）

2020年2回目の大型更新、Windows 10バージョン20H2の内容が判りました。バージョン20H2も、様々な機能追加・更新の発表があり、大型更新トラブルが少ないことを願っています。一方で、コチラの記事によると、現行バージョン2004では旧バージョンから消えた重要機能も少なくないようです。

※Windowsの機能追加・削除によるMCU開発弊害の例が、関連投稿：FRDM評価ボードOpenSDA接続問題の3章にあります。

Windows 10運用に安定性を求める場合は、1.5年のライフサイクル期間中、大型更新を「手動延期」する方法があります。但し、大型更新毎に変わるメニューやタスクバーなどのPC基本操作が、最新版で無くてもかまわない場合です。職場利用のPCなどは、この運用方法でも良いかもしれません。

個人利用のPCは、大型更新が基本です。Windows Updateは「最新版へ更新」するのがデフォルト設定ですし、巷に溢れるWindows 10情報は、どれも最新版の話題で、ユーザに大型更新バイアスをかけ続けるからです。

但し、プリンタや接続機器も多種多様な個人利用PCの場合、大型更新トラブルの発生確率は、職場利用のPCよりも高くなる傾向があります。

この大型更新トラブル確率が増すにも関らず、デフォルトでは最新版へ更新することが、Windows 10の矛盾点だと思います。

Windows Updateは、OS自身の大型更新と、通常のセキュリティ更新の2機能が混在しています。これは、Windows 10が商用であるがゆえに、より早い競合製品（Apple macOSやLinux）差別化もビジネス的には必要なためか（？）と筆者はあきらめています。

Windows Updateで無理やり大型更新も行うのではなく、ユーザ主体で大型更新が開始できる別ボタン、例えばInstall New Windowsを設ければ、少なくとも大型更新起因のトラブルは回避できると思うのですが…。

Linux Mint大型更新（Linux Mint 20）

Windows と最も異なるのは、Windows Updateに相当するLinux Mintアップデートマネジャーに、OS大型更新機能が無い点です。

Linux Mintのアップデートマネジャーは、稼働中OSの主にセキュリティ関連更新を行います（標準搭載のFirefoxブラウザなどは、このアップデートマネジャーで最新版へ更新されます）。つまり、ユーザが主体的に操作しない限りOS大型更新はできない仕様です。

旧版Mint 19からMint20への更新は、基本的にはOSクリーンインストールで行います。旧Mint 19利用中のユーザ追加アプリケーションやユーザフォルダなどを、新Mint 20へ引き継ぐバップアップツールが標準で用意されています。

また、現行Mint 20と旧Mint 19のOS自体を比較しても、差はデスクトップの色や壁紙程度で、本来のOS部分は、（詳細に見れば別ですが）大差は見当たりません。

Linux Mint 20のリリースノートを読み、大型更新の必要性をユーザが感じなければ、そのままLinux Mint 19を使い続けても最長5年間はセキュリティ更新が受けられます。

MCU開発用PC OS安定性評価

MCU開発用のPC OS として、以下の2点からLinux Mintが優れると評価します。

Linux Mint大型更新間隔は、Windows 10の0.5年に比べ1年と長い
Linux Mint大型更新は、ユーザが主体的に開始する

MCU開発速度が上がり、MCUソフトウェア/ハードウェア生産性が向上しても、プロジェクト開始から終了まで数か月～1年は要するでしょう。EclipseベースIDEなどのMCU開発ツールも、この間に1回程度は更新がありえます。

これらMCU開発ツールの動作土台となるPCのOSは、少なくてもプロジェクト実行中の1年程度は安定的に、かつ大型更新する場合でもユーザ主体で開始してほしいと願う開発者は、筆者だけではないと思います。

アップデートマネジャーの使い方（Linux Mint 20）

Linux Mint 20起動時、①アップデートマネジャーを起動しても、「このシステムは最新の状態です」と表示されることがあります。この時は、念のため、②再読込をクリックします。

すると、更新情報を再チェックし、何らかの更新がある場合には、リスト表示されますので、③アップデートインストールをクリックします。

インストール中に「以下のパッケージがインストールされます」と表示される場合は、デフォルトのまま④OKをクリックします。

①～④によりLinux Mint 20へ最新アップデートが適用されます。

※これらの操作はWindows Update「更新プログラムのチェックボタン」を、ユーザ自身で押すことに相当します。

また、ファイアウォールのデフォルトは無効です。「起動する」をクリックし、自宅/会社/パブリック選択後、Statusを変更、有効に変更することをお勧めします。

Linux Mintお勧め理由

2020年8月21日2020年8月21日 WithHappy

PCへインストールするLinuxには、様々なディストリビューションがあります。ディストリビューションとは、Linux 本体とLibreOfficeなどの標準搭載アプリケーションを1パッケージにまとめ、利用者がLinuxインストールとその活用を即座にできるようにした配布形態のことです。

本稿は、これらディストリビューションの中で、筆者がLinux Mint 20 MATEエディション（64ビット）をWindows MCU開発環境トラブル発生時、代替に使えるLinuxディストリビューションとしてお勧めする理由を示します。

Linuxディストリビューション

2020年7月発表のWebサイト向けLinuxディストリビューションシェアを見ると、UbuntuやDebianなどがメジャーなディストリビューションであることが判ります。

様々なLinuxディストリビューション、特にUbuntuやDebian、Raspberry Pi用のRaspbianと本稿のLinux Mint概要は、コチラの情報が参考になります。用途、安定性/情報量/デザイン性などでディストリビューションを評価した結果が示されています。

Linux Mintとメジャーディストリビューションの差

UbuntuとLinux Mintの関係を、まとめました。

Ubuntuベースの派生形として、様々なデスクトップPCディストリビューション（Linux Mint）がある
Ubuntuは定期的にアップグレートされるが、主にセキュリティ修正のみでアプリケーションの大幅更新をしない5年長期サポート版：LTS版（最新は2020年4月リリース：Ubuntu Desktop 20.04）もあり、このLTS版に準ずる派生ディストリビューション（Linux Mint 20.x）がある
Ubuntuアプリケーションリポジトリ（公式アプリケーション保存庫）をそのまま使える派生ディストリビューション（Linux Mint）がある

MCU開発者の方は、EclipseベースIDE（EclipseベースIDE≒Ubuntu）なら、どれもほぼ同じユーザインタフェースで、同じプラグインが使えるのと同様と言えばご理解頂けると思います。

Ubuntuが最もシェアが高いのは、派生ディストリビューションのベースだからです。また、MCUベンダのLinux版IDEなどの説明書も、トップシェアUbuntu利用を前提に提供されます。

Linux Mintは、Ubuntu派生ディストリビューションの1つで、Linux特有のコマンド操作やリポジトリもUbuntuと同じです。また、UbuntuよりもWindowsやMacの操作に近いGUIを持ち、万一の際のシステムバックアップツール（TimeShift）も標準搭載済みです。

つまり、「Windows/Macユーザが、Linux Mintインストール後、Linux本体のカスタマイズは不要で、即MCU開発アプリケーションが利用できる点」が、Linux Mintをお勧めする最大の理由です。

※MCU開発アプリケーション（例えばNXPのMCUXpresso IDE、STMのSTM32CubeIDE）は、非搭載ですので、別途インストールは必要です。

Linux MintとメジャーディストリビューションUbuntuの主な差は、GUI、少し遅れるリリース時期と考えて頂ければ良いと思います。

Linux Mintの3エディション

Windows Home/Proと同様、Linux Mintにも、3種類のエディションがあります。

GUI処理の軽い方から、Xfce/MATE/Cinnamonエディションと呼ばれます。少し古い版ですが、Linux Mint 17 ユーザズガイドによると、どのエディションを使えば良いかわからない時は、METAエディションを使ってください、とあります。

筆者は3種類とも試しましたが、処理の軽さとメニューの解りやすさ、使いやすさからMETAエディションをお勧めします。

GUIは、好みの問題がありますので、3エディションをインストールして試すと良いでしょう。クリーンインストール所要時間は、せいぜい30分程度です。インストール方法は、まとめに記載しております。

まとめ：お勧めLinux MCU開発環境Linux Mint 20 MATEエディション（64ビット）

最新Ubuntu Desktop 20.04ベースで、Windows MCU開発環境トラブル発生時、代替に使えるLinuxディストリビューションとして、Linux Mint 20 METAエディション（64ビット）をお勧めする理由を示しました。

多発するWindows起因のトラブル発生時、Windows MCU開発に慣れた開発者が、MCU開発を中断することなくLinux環境で継続するには、Windows操作に近いGUI、LTS版のOS安定性、Linux特有コマンドへの情報量多さなどが必要で、これらを満たすのがLinux Mintです。

Linux Mint 20 METAエディション（64ビット）のPCインストール方法は、ユーザズガイドにも記載されていますが、コチラなどを参考にすると素早くインストールができます。

Linux Mint 20と旧版Mintシェアは、Mint公式ブログのMonthly News – July 2020によると、投稿時点では、32ビットPCにも対応した前版Mint 19.xのほうが高いのですが、いずれ逆転すると思います。全ての32ビットOS新規開発は、完了しました。

Mint 20標準搭載のLibreOfficeは、安定性重視のStill版v6.4.5です。カスタマイズ不要と書きましたが、Fresh版v7.0.0へ変更したい方は、コチラに方法が記載されています。

NXPのFreeMASTER

2020年6月5日2020年7月18日 WithHappy

FreeMASTERは、NXP組込みMCUのアプリケーションのリアルタイム変数モニタと、モニタデータの可視化ツールです。関連投稿：STマイクロエレクトロニクスのSTM32CubeMoniterとほぼ同じ機能を提供します。

NXP資料FreeMASTER Run-Time Debugging Tool – Overview を使ってFreeMASTERの特徴を示します。

FreeMASTERとIDEデバッガ機能差

FreeMASTERと、開発者が普段使うIDEデバッガとの差が一目で解る図がP13にあります。

FreeMASTERとデバッガの違い（出典：FreeMASTER Run-Time Debugging Tool – Overview）

両者の機能境界が、ソースコードのデバッグ機能です。IDE（MCUXpresso IDE）でも変数ロギングやグラフ化機能はありますが、プログラム開発者向けの最低機能に絞ったものです（limited functionality）。

これに対し、FreeMASTERは、msec分解能のグラフ化と、μsec分解能のデータ取得が可能です。更に取得データを利用し、Field-tune parametersやRemote controlなど多くの機能を持つツールです。データの取得は、MCU実装のUARTやUSB、SWD経由です。

FreeMASTERを使うと、外付け制御パネルの代替やGUIアプリケーションとしても活用できます。例えば、下図のようなモータ制御パネルが、PC上でFreeMASTERソフトウェアのみで実現できる訳です。

FreeMASTERを使ったモータ制御パネル例（出典：FreeMASTER Run-Time Debugging Tool – Overview）

FreeMASTER構成

Windows PCにおけるFreeMASTER構成がP20です。詳細は、P21～25に示されています。Linux PCでの構成は、P26に示したFreeMASTER Liteが使われます。

FreeMASTER Windows PC構成（出典：FreeMASTER Run-Time Debugging Tool – Overview）

MCU開発トレンド：ビジュアル化と脱Windows

組込みアプリケーションのビジュアル化は、最近のMCU開発トレンドです。

MCU本体の性能を使わずに変数データを取出し、そのデータを高性能PCとプラグイン機能を利用し、データ可視化やリモート制御を実現します。本稿で紹介したNXPのFreeMASTERやSTのSTM32CubeMoniterがこのトレンドをけん引する技術です。

また、オープンソースLinux PCへのMCU開発環境移行や各社IDEマルチプラットフォーム化、つまり脱Windowsもトレンドの1つです。

上級開発者向けというイメージが強かったLinux PCですが、一般ユーザへも普及し始めました（Wikipediaより）。筆者も昨年から、MCU開発Main-PCのWindows 10とは別に、Backup-PCにLinux Mintを新規インストールし試用中です。

半年間の試用では、OSインストール、大型/定期更新、セキュリティに関してもLinux Mintの方が、Windows 10より安定感があります。

もはや現状のWindows 10では、信頼性があったWindows 7のレベルにはならない気がします。

既存Windows 10に手を加えるよりも、新OSを開発するほうが、早道で、安心してPCを利用したい一般ユーザ要求も同時に満たせるのではないでしょうか？　商業的理由は、セキュリティ対応強化とすれば、内容不明ながら大多数の納得も得られるでしょう。※あくまで、ソフトウェア開発経験者個人の見解です。

NXP新CEO Kurt Sievers氏

2020年5月28日、蘭）NXPのCEOがリチャード・L・クレマー（Richard L. Clemmer）氏から、カート・シーヴァーズ（Kurt Sievers）氏への交代発表がありました。こちらのEE Times記事に新CEOカート・シーヴァーズ氏の経歴や、米中貿易摩擦下でのNXP中国分析などが示されています。

欧州MCUベンダNXPのアフターCOVID-19への布石、さすがに早いです。

モダンPCとPINコード

2019年12月27日2020年10月29日 WithHappy

本稿が2019年最後の投稿です。

前稿Windows 10 2PCトラブルにもめげず、2020年1月6日発売のCypress PSoC CapSenseテンプレートに向けて急ピッチで開発を進めてます。本稿は、Windows 10トラブルで気になったモダンPCと、公開鍵暗号方式PINコードを紹介します。

モダンPC

創造性と生産性を上げるのがモダンPCで、Windows 10とOffice 365がその要素のようです。

Windows 7サポート終了2020年1月14日を前に、MicrosoftはモダンPCへの移行を呼びかけています（Windows 7稼働予測グラフ有り）。今でもネットカフェで稼働中の多くのWindows 7 PCは、果たして安定性・メンテナンス性に問題あるモダンPCへ移行するのでしょうか？

Windows 7並みの信頼性が無ければ、宣伝文句は良くてもPCのOSとしては、どうかな？と個人的には思います。
2023年までのWindows 7有償再延長サポートも選択肢としてあるので、7を使い続け、開発者よりも一般エンドユーザを重視する次期Windows Xに期待する声も少なくないかもしれません。

筆者は最新OSの最重要機能は、セキュリティだと思います。

Windows 10付属セキュリティツールだけで安心しているエンドユーザが、どれ程いるかは解りません。しかし、多くのネットカフェが設定するWindows 7＋市販セキュリティソフトとのOSセキュリティ能力差が、どれ程あるかも不明です。

2020年以降のWindows 7稼働予測と、モダンPCへの移行状況が、Microsoftの思惑通りになるか気になります。

PINコード

Windows 10インストールで新たに要求されるPIN（Personal Identification Number）コードは、個人識別番号のことです。普通、数字4桁です。

PINコードは、IDとパスワードの代わりに登場してきたセキュリティ用語で、筆者の理解では、PINコードが公開鍵暗号方式、パスワードは秘密鍵暗号方式です。PINコードとパスワードの解り易い違いは、コチラのP1図です。

通信中の鍵が公開鍵なので、秘密鍵パスワードよりも安全で、公開鍵とペアの秘密鍵は、デバイス（Windows 10/MCUなど）内部保存、開発コストや運用コストが低く、強固なセキュリティが実現できるそうです。ペア秘密鍵がデバイス内なので、なりすまし対策にもなります。

PIN、FIDO（ファイドと読む）で検索すると様々な情報が得られます。iPhoneは少し違うようですが、AndroidスマホではPINコードが標準になりつつあるようです。

筆者のWindows 10は、前投稿トラブル回復直後のため、テンプレート開発以外は、今のところあまり手出し（調査）したくない心境です。簡単、安心、低コスト、セキュリティ強固なPINコードなら、MCUへも実装できるかもしれません。

…以上のように今年最後の本稿は、あいまいな推量となりました。
安心してPCが使えるまでは、最高プライオリティ：CapSenseテンプレート開発を優先したいからです。すいません😌。

本年も本ブログをご覧いただき、まことにありがとうございました。
皆さま、よいお年をお迎えください（Ladies and gentlemen, I wish you a happy New Year）。

Windows 10 1909トラブル回復録

2019年12月20日2020年10月29日 WithHappy

年末年始の忙しい時に限って自作Windows PCにトラブルが発生するのは、日頃の行い、またはマーフィーの法則？

Backup PC（Windows 10 1903）のWindows 10 1909アップデートトラブルに続き、Main PC（Windows 10 1909）にもWindows起動トラブルが発生しました。Backup PCトラブルは、暫く様子見でも良いと考えていましたが、Main PC起動トラブルは、即回復が必要です。

Windows 10トラブル内容

Backup PCは、Windows 10 1903から1909への更新プログラムインストールに失敗するトラブルです（0x800F0922）。1903からの新機能追加も少ない1909への更新は、Backup PCのため急ぐ必要はありません。この更新失敗トラブルは少なくないようで、ネットに多くのトラブル対策があります。更新プログラム直接インストール、クリーンブードも既に試しましたが回復しません。

Main PCは、突然起動NGになりました。きっかけは、複数アプリケーション更新と更新履歴消去です。Boot起因ですので、自動修復やコマンドプロンプト手動修復も試しましたが回復しません。唯一の救いは、1909更新成功直後のシステムバックアップがあることです。

トラブル回復策

Main PCは、11月14日の1909更新直後のシステムリカバリで回復しました。但し、今回の起動トラブル発生までの約1か月間のユーザデータ更新とアプリケーションソフト更新が必要で、このために半日がつぶれます。また、Backup PCは、その症状から「最後の切り札」：1909クリーンインストールが必要かな？と感じていました。

そこで、Main PCでつぶれる半日で並列にBackup PCをクリーンインストールしようと決心した訳です。Main PCのアプリケーション更新時、Backup PCへのインストール必須アプリケーションも明確になります。退屈な回復作業ですが、PCの前から離れる訳にもいきません。2PC同時に回復することで、効率向上も狙えるかなと考えました。

トラブル回復作業と時間

ネットに溢れる回復作業内容よりも、作業に要した時間を示します。

もちろんPC性能やネットワーク環境で分単位精度は変わるでしょう。半年毎に繰返されるWindows 10更新トラブル対応の目安と考えてください。作業時間は、2PC回復トータルで丸1日程度です。が、精神的ダメージはかなりあります。Windows10更新トラブルがこのまま続くなら、Mac PCへの乗換を検討する程のダメージです。

Backup PC Windows 10 1909クリーンインストール作業時間

Windows 1909クリーンインストール：10分（Microsoftアカウントに加え、新たにPINコード入力要求）
クリーンインストール後のセットアップ：5分（OSセキュリティ内容などを設定）
セットアップ後の更新プログラム適用：40分

最新Windows 10 1909クリーンインストール自体は、上記1時間程で完了します。これなら、毎回クリーンインストールしても良いと思える程簡単です。が、この後のアプリケーションインストール、ユーザデータ復活に時間が掛かります。

セキュリティソフト、ブラウザ、FFFTP、圧縮解凍などOS必須ツールインストール：1時間
Officeアプリケーションインストールと更新プログラム適用：3時間
ベンダMCU開発ツールインストール：1時間
ユーザデータ復活：1時間（クラウドストレージ経由ではなく回復Main PCより直接コピー）

合計で7時間～8時間（＝丸一日）は、モニタ前で待たされます。並列で行ったMain PC回復作業も、システムリカバリと1か月間のユーザデータ復活で3時間程度です。Office（2010）アプリケーションインストールと更新は、LibreOfficeに比べ時間が掛かります。新しいOffice 2019/2016でも、同様に時間が掛かると思います。

※アプリケーションとユーザデータを引継いだままWindows 10 1909上書きインストールも可能です。しかし、Backup PCは、この上書きインストール（1.5時間）も失敗しました。更新プログラム直接インストール、クリーンブードと同様、「最後の切り札」より前の回復手段は、経験上あてになりません😫。

いろいろある回復手段を試して消費する合計時間と、「最後の切り札」で一発回復する上記8時間のどちらを選ぶかは、トラブル種類と回復作業内容・処理時間、個人の性格に依存します。本稿が参考になれば幸いです。

ビジネスPC要件

今回のトラブルで、筆者のWindows PCには、Mac PCへの乗換を妨げる利用アプリケーションは無いことが明確になりました。利用アプリケーション全てMac OS対応、または同等アプリケーションが有ります。

ビスネスPCのOSは？ — 信頼性重視ビスネスPCのOSはWindows、Mac、Unixのどれが良いか？

Mac PCの方が高性能なのでWindows PCより高価です。従って、このMac PC対Windows PC差額を払う分だけの信頼性が得られるか、費用対効果が乗換課題です（もちろん、経済的余裕と自作PCの楽しさが消えるのもありますが…）。

Backup PC、Main PCともに自作Windows PCですが、今回のようなOS起因トラブル無しで何年も動作し続けたPCです。ネットを見ると、Backup PCと同じ更新トラブルは、2019年最新WindowsノートPCでも発生しているようです。

以前のOS、特にWindows 7に比べ世間を騒がせるWindows 10更新トラブルは、Windows 10完成度・信頼性が低いとエンドユーザに感じさせるだけでなく、Microsoftの狙いは、OS更新毎に毎回Windowsをクリーンインストールさせ、アプリケーション本体は、Office 365のようにクラウド提供することが目的なのでは、という疑いを生じさせます。
OSクリーンインストールが短時間で簡単に終わり、OfficeアプリケーションのローカルPCインストールと更新にやたら時間が掛かることが根拠です。

ビジネスで使うPCは、Mac PC（Unixも含む）への乗換を考えるべき時期かもしれません。今後、Mac PC/OSのトラブルや回復方法も調べたいです。

LibreOffice最新版6.2.5へ更新

2019年7月9日2020年11月6日 WithHappy

LibreOffice版数（2019年7月9日現在）
パッケージ	想定ユーザ	2019/7/4版数
最新版（stable）	技術マニア、新しいもの好き、パワーユーザ向け	6.2.4 → 6.2.5
安定版（stable）	ビジネス組織、法人企業、慎重なユーザ向け	6.1.6（変更なし）

2019年7月4日、パワーユーザ向け新機能を盛り込んだLibreOffice最新版が、6.2.5へマイナー更新されました。安定版は、6.1.6のままです。マイナー更新方法や無料テンプレートなどは、リンク先投稿を参照してください。

マイナー更新間隔とメジャー更新予測

マイナー更新実績、下線はメジャー更新予測
パッケージ	更新月日（版数）
最新版	2019/04/19 (6.2.3) → 2019/05/22 (6.2.4) → 2019/07/04 (6.2.5) → 2019/08 (6.3)?
安定版	2019/02/07 (6.1.5) → 2019/05/09 (6.1.6) → 2019/08 (6.2)?

現在LibreOffice提供中のダウンロード版数は、6.2.5と6.2.4、それと6.1.6です（全て日本語版）。安定版は6.1系のまま、最新版は6.2系で更新中です。

最新版の更新間隔は、おおよそ1か月、安定版は3か月です。最新版は、次回6.3系へのメジャー更新が8月に予定されており、このタイミングで安定版も6.2系へメジャー更新すると思います。

LibreOffice 6.1系と6.2系の差は、こちらの投稿のノートブックバー章を参照してください。

LibreOffice 6.2系の個人評価

筆者は、今年2月からノートブックバーが採用されたLibreOffice最新版6.2系を代々使い続けています。バグにも遭遇せず便利にDraw/WriterをWindows 10 1903で使用中です。

6.3系でどのような機能が追加されるかは分りませんが、個人的にはMicrosoft Office代替としてLibreOfficeはお勧めです。

LibreOffice6.2系とMicrosoft Office 2019/365との機能比較は、こちらの投稿の比較表を参照してください。

ユーザ目線Windows 10 1903更新方法

2019年6月3日2020年10月29日 WithHappy

Windows 10サポート期限は、年2回の大型更新後、1年と半年です。つまり、1809なら2019年末まで。2020年1月14日のWindows 7に比べ超短期です。Windows 10ユーザは、大型更新1903 May Update（19H1）への対応は必須なのです。

前回の1809更新トラブルをまぬかれた筆者を含むラッキーなWin10ユーザが、今回の1903更新をどのように乗り切るかについて私案を示します。

3つの1903更新方法

Microsoftは、前回1809更新一斉配布→トラブル頻発の反省から、今回1903は、段階的配布に変えたそうです。それでも、前回同様、1903も重大な更新トラブルの記事、情報が多くあります。

関連投稿：LibreOffice最新版6.2.4更新のWindows 10 May Update章

この段階的配布により、いつ始まるか判らない自分のPCの1903更新への対応法は、3つあります。

主体的に1903更新開始：例えば開発が一段落したなどユーザの都合が良い時に、ユーザ自身で1903更新を開始
受動的に1903更新受付：1903更新開始は、PCにお任せ、ユーザもそれに従う。多くの記事で推薦。
受動的に1903更新受付、更新延長の場合あり：1903更新の開始は、PCにお任せ。但し、ユーザの都合が悪い場合は、一時的に1903更新を延長

1：主体的に1903更新開始

1903段階的配布の目的は、徐々に明らかになる更新トラブルに対する策を、Microsoftが通常のUpdateで大型更新前に実施し、トラブル発生頻度を少なくすることです。多くの記事が、1903更新をひたすら待てというのは、Microsoftのこの意図を汲んだ結果です。

従って、主体的に1903更新の開始をする時は、更新トラブルの覚悟が必要です。方法は、「何回か更新プログラムのチェック」を押すことです。これにより主体的更新をMicrosoftが検知し更新が始まります。

ユーザメリットは、当然事前にシステムバックアップをしており、万一のトラブルが発生しても自己責任なので精神的に安定して回復できることです。トラブル発生時には回復し、2または3の選択肢となります。

2：受動的に1903更新受付

朗報です。1903からは、Homeユーザでも最大35日の大型更新延長が可能になったそうです。この機能は、次の大型更新後にその効果が明らかになるでしょう。

しかし、現行の1809 Windows Homeユーザには、大型更新延長機能がありません。例えユーザ都合が悪くても、開始した1903更新を受入れる以外に手はありません。

段階的配布で自分のPCの順番が来るのを待ち、トラブルが無い1903更新完了を祈りましょう。

3：受動的に1903更新受付、更新延長の場合あり

1809 Windows Pro以上のユーザが取りえる現在最も大型更新のトラブルリクスが少ない可能性がある方法です。

大型更新を延長する方法は、「更新開始前」に、Windows Updateの下記詳細オプションを設定します。

大型更新の延長設定（1809 ProのWindows Update詳細オプションデフォルト状態）

赤枠、これは更新インストールの制御であって、更新プログラムはPCへダウンロードされます。一方、橙枠の一時停止は、更新プログラムも再度ダウンロードする必要があります。どちらも、自分のPCに段階的配布順番が回ってきたのは同じですが、橙枠は、再び更新プログラムの配布を待たねばなりません。

いずれも、PCの通知アイコンや、いつもと違う大型更新プログラムダウンロード中の挙動にユーザが気づく必要があります。忙しくてこの挙動に気が付かずにいると、何らかのトラブルが発生する可能性もあります。

その理由は、上記更新延長機能を確かめた記事、情報が見当たらないからです。これらユーザに嬉しい機能はあっても、本当に機能するかは確かめようがありません。

1903大型更新リスクとまとめ

対応案	更新トラブル発生確率	トラブル時のユーザ精神安定度
1. 主体的に1903更新開始	＋＋＋	＋＋＋
2. 受動的に1903更新受付	＋	＋
3. 受動的に1903更新受付＋延長	＋＋	＋＋

色々な記事、情報が言うように、受動的に1903更新開始を待つのが大型更新トラブル回避としては、得策なようです。次回、秋の大型更新よりも前までに1903更新完了を待てる方は、リスクが少ない2の対応が良いでしょう。

ちなみに、1903更新でユーザが得られる新機能として筆者が良いなと思うのは、マウスポインタの大きさが大きくなるくらいですが…。

但し、ベンダ純正PCであっても事前にあらゆる組合せに対するトラブル回避策を施すことは不可能です。例えば、自作組込みPCや後付けパーツを組み込んだ純正PCなどに対しては、2や3の対応でもトラブル発生の可能性は、1と大差なしと言えるかもしれません。

更新開始を待ったのに運悪く2や3の対策でも更新トラブルになった時、回復できるバックアップがどの時点のものかが重要です。最悪イニシャルに回復するしかない場合、インストールしたアプリケーションやそれまでのユーザデータは無になります。時間的、精神的にも、かなりの負担です。

更新開始タイミングが主体的な1の対応のみが、最悪イニシャルを避ける策でしょう。

結局、頻繁なシステムとユーザデータバックアップのみが、大型更新トラブル回避策だと筆者は思います。更新開始を主体的にするか、受動的にするのかは、トラブル発生時の精神的な影響に差を生むのみだと思います。

1903 May Updateをどのように乗り切るかについて私案を示しました。筆者自身、どの策にするか未定ですが、ご参考になれば幸いです。

LibreOffice更新

2018年11月10日2020年11月6日 WithHappy

2020年10月サポート終了のOffice 2010代替アプリケーションとして評価中のLibreOffice。このLibreOfficeは、十分に使えると結論しました。本稿は、LibreOfficeの更新を示します。

関連投稿：カテゴリー：LibreOffice参照

LibreOffice更新

LibreOfficeの更新は、MicrosoftのOfficeやWindowsの更新方法とは異なります。

2018年11月5日のLibreOfficeマイナー更新で、セキュリティ更新や不具合修正後の版数が下表です。

LibreOffice版数（2018/11/10現在）
パッケージ	想定ユーザ	2018/11/5版数
最新版（stable）	技術マニア、新しいもの好き、パワーユーザ	6.1.3.2
安定版（stable）	ビジネス組織、法人企業、慎重なユーザ	6.0.7

最新版とは、文字通り最新機能を盛り込んだstable＝安定リリース版、安定版は、機能更新を最小限にし、より安定志向のstable＝安定リリース版です。どちらも64ビット版（x64）と32ビット版（x86）がありますので、合計4種類のパッケージがコチラから無償ダウンロードできます。

全てstableであり、WindowsのFast/Slowリングのように不具合を含む可能性があるリリース版ではないので安心です。

メジャー/マイナー更新

注意が必要なのは、既にLibreOfficeをインストール済みでも、ヘルプ（H）＞更新のチェック（C）でチェックされるのが、メジャー更新時だけという点です。11月5日更新は、マイナー更新ですので、更新チェックしても下記のように「LibreOfficeは最新版です」と表示されるだけです。

マイナー更新を確認するには、ヘルプ（H）＞LibreOfficeについて（A）で表示されるダイアログでウェブブサイト（W）をクリックし、LibreOfficeサイトでのバージョン版数の目視確認が必要です。

このマイナー更新の確認→手動更新が手間と感じるか、または、OfficeやWindowsのように勝手に自動更新される方が良いと感じるかは、意見の分かれるところです。

LibreOfficeや本ブログ読者がMCU開発で使う統合開発環境（IDE）の更新方法は、更新の確認後、その更新をインストールするか否かは、ユーザ自身が決定します。一方、OfficeやWindowsの更新方法は、更新インストールが自動です。

万一、自動でインストールした更新版に不具合がある場合には、更新前の貴重な既存開発データが壊れる可能性があります。IDE更新を自動にしない理由は、この重大リスクを避けるためです。
※Windows 10 1809では、Documentsデータが壊れる不具合が発生し、更新一時停止の経緯があるのは周知の事実です。

不具合更新＞セキュリティ更新＞機能更新

重要度に応じた更新方法が必要です。

重要度が高いセキュリティや不具合の更新は、ユーザへの更新通知と「自動更新インストールでも良い」と思います。しかし、重要度が低い機能更新や新機能追加は、「ユーザ自身が更新可否を判断」すべきです。

重要度判定が困難な場合やユーザに依存する場合には、安全側対策としてLibreOfficeやMCU IDEのように「ユーザの主体性に任せる方が良い」と私は思います。

Office、Windows 10 1809更新

コチラの記事によると、Officeのリボンが、Windows 10 1809更新に伴って、機能は変わらずに見た目が変わったそうです。
※弊社Office 2010リボンは変化なしなので、2010以降のOfficeのことだと思います。

Windows 10 1809に伴って変更されたOfficeリボン（出典：記事）

見た目の変更で生産性がどれ程上がるかは不明ですが、ユーザへの告知不足では、混乱のみが生じるでしょう。OfficeやWindows 10 1809は、機能的に過飽和状態なので見た目を変えたがる傾向にあります。

例えば、1809新機能のスマホ同期は、同様の無償アプリケーションが既にあり、わざわざ新機能を使わなくても十分です。WSL（Windows Subsystem for Linux）のように機能有効/無効のスイッチがあれば、それでも良いのですが、スイッチが無い場合には、新機能追加はトラブルの原因です。

Windows 10 1809のDocumentsデータ消失の発生率は、0.01％だそうです。もし、セキュリティ更新と新機能追加を分離して配布していたら、今秋から今も続く1809トラブルは発生したのでしょうか？

技術者、開発者、研究者の更新

最後に、アップデート：更新繋がりで、興味深い記事を見つけたので紹介します。我々も、自ら更新が必要かもしれません。