マイコン入門!! 必携用語集

マイコンのソフトウェアにはさまざまなものがあり、目的や状況に応じて適切なソフトウェアを選択することが大切であることを学習してきました。今回は、その中からOS（オペレーティング・システム）を取り上げて解説します。本稿を通して、OSの役割や求められる機能について理解を深めていただければと思います。

タイマー（Timer）は、キッチンタイマーのように、時間が経過したことを知らせる装置です。しかし、経過時間を測る以外にも指定した周期のパルスを出力したり、入力パルスの周期を測ったりすることにも使用します。むしろ、最近ではそのような用途の方が多いようです。そのため最近のマイコンには特別な機能を備えたタイマーが多くあり、使用方法もマイコンによって異なります。そこで、今回はSTM32シリーズ（STマイクロエレクトロ二クス製）に搭載されている汎用タイマーを例にとって、タイマーの基本的機能を説明します。

マイコンを作る工程をプロセスと呼びます。マイコンは多くのMOSトランジスタで構成されています。MOSトランジスタは、厳密にはMOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）ですが、ここでは省略してMOSと呼びます。具体的には、シリコン（元素記号Si）上にMOSを作る工程がプロセスの主な工程になります。MOSの詳しい説明はいろいろな記事が既にありますので、今回はマイコンを使うエンジニアが必要とする知識で、プロセスに関係するものを説明します。

マイコンを用いたシステム開発に必要な開発環境への理解が進んだところで、今回は、マイコンを動作させるために必要なソフトウェアの概要について説明します。本稿を通して、マイコン開発時に必要なソフトウェアの種類や特徴、目的や状況に応じたソフトウェアの選び方を習得してください。

マイコンが行う仕事の中で、最も簡単な仕事は、「端子から0/1の信号を出すこと」と、「端子に入力された0/1の信号を読み取ること」です。非常に簡単な動作ですが、非常に重要な動作です。どんな高機能なマイコンでも、必ず使われている機能であり、今回はこの機能を行う「入出力ポート」を説明します。

前回の開発環境編では、マイコンを用いたシステム開発で使用する開発ツールや統合開発環境（IDE）を中心に、全体的な開発の流れについて解説しました。そこで今回は、デバッグケーブル、ICE、エミュレータといった、ホストPCとターゲット・ボード間を接続するツールについて解説します。今回の記事を通して、目的に合ったツールを見つけてみてください。

マイコンが実行する命令はROMなどのメモリの中に0/1のパターンで格納されています。しかし、0/1のパターンではユーザーが何の命令なのか分かり難く、不便です。そこで、0/1のパターンに言葉を定義して、ユーザーはその言葉を使ってプログラムを作ります。その言葉を“プログラム言語”と呼んでいます。言い換えると、ユーザーはプログラム言語をマスターしていないと、マイコンのプログラムを作れないことになります。プログラム言語にはいくつか種類があります。今回は、それらを説明します。

CPUはマイコンの中枢ですが、さらにその中で演算を行うユニットがALU（Arithmetic and Logic Unit）です。マイコンの核に相当するといってもよいでしょう。実際の算術演算、論理演算はALUで行われます。今回は、ALUの中身がどうなっているかを説明します。

皆さんご存じのように、マイコンはいろいろな演算を行います。でも、実は算術演算の中では足し算しかできないんです。マイコンは足し算と、論理反転とシフトを組み合わせて、その他の算術演算（引き算、掛け算、割り算）を実現しています。では、どうやって演算しているのかを説明します。

マイコンについて、ある程度分かってきたところで、今回は、「マイコン開発」で覚えておきたいいくつかの用語を紹介します。同時に、マイコン開発で使用する開発ツール（開発環境）や全体的な開発の流れも解説します。

お待たせしました。いよいよCPUの話です。CPUはマイコンの中枢部分に相当します。30年くらい前のマイコンはCPUだけで構成されていました。メモリや周辺機能は別のICとしてプリント基板上でマイコンの周辺装置として接続されていました。それほどマイコンにとって大切な部分です。

マイコンの中身って、どうなっているのでしょうか？ どうやって複雑な演算を実行しているのでしょうか？ その仕組みを知っておくと、いざマイコンを使う時にとても役立ちます。今回は、マイコンの内部の仕事の流れをつかんでください。

マイコンを使いこなすために知っておくべき基本用語を毎回1つずつ取り上げて解説する新連載がスタート!!　第1回目の今回は、「そもそも“マイコン”って何？」という問い掛けから、マイコンの実態や応用分野、具体的な働きについて紹介します。