しっかり分かる「組み込みプロセッサ選び」
EDN Japanに掲載された記事の中から組み込みプロセッサの選定と活用に役立つ記事をまとめました。
まずはここを押さえよう！
技術革新を生み出す果てなき闘争：
現在、ARMとIntelによる、電子機器に用いられるアプリケーションプロセッサのアーキテクチャの覇権を賭けた争いが激化している。ARM陣営が、Intelのx86アーキテクチャが圧倒的シェアを占めるサーバー機器/PC市場への参入を果たそうとしている一方で、Intelをはじめとするx86陣営も、ARMの縄張りとも言える携帯電話機/タブレット端末市場への攻勢を強めている。前編では、ARMアーキテクチャを推進するARMと、x86アーキテクチャを中核とした製品開発を続けてきたIntel、それぞれの取り組みについてまとめる。また、ARMのライセンシー企業であるNVIDIAが開発した「Tegra 2」について紹介する。
技術革新を生み出す果てなき闘争：
ARMとIntelによるプロセッサアーキテクチャの主導権争いでは、多数のライセンシー企業が参加しているARM陣営の動きが活発である。後編では、前編のNVIDIAに続いて、Texas Instruments、Apple、Qualcommなど、有力なARMライセンシー企業の取り組みを紹介する。
ローパワーのシステムを実現するために：
低消費電力のシステムを設計するには、消費電力の少ないマイコンを選択する必要がある。そのためには、各メーカーが提示する製品スペックを吟味しなければならない。しかし、その製品スペックは、メーカーごとに異なる指標で規定されていて、単純に比較できないケースが多い。そこで本稿では、マイコンの消費電力を正しく比較するために必要となる基本的な事柄を整理する。
8ビット/16ビット品は駆逐されるのか？：
低価格であることを求められる組み込み機器向けに、数多くの32ビットプロセッサが市場投入されている。その種のローエンド品は、8ビットや16ビットのプロセッサを代替することを目指して開発されたものだ。しかし、ローエンドの32ビット品と8ビット/16ビット品の比較検討を行う際には、価格に加えて、処理性能や消費電力、用途に対する適性などについても十分に調査する必要がある。
マイコン以外の選択肢にも注目！
主要プロダクトと実装時の課題を解説！：
FPGAに実装されるさまざまな回路の中で、プロセッサコアの果たす役割の重要度が高まっている。しかし、プロセッサコアをFPGAに実装して、有効に活用するためにはいくつかの課題に留意しておく必要がある。本稿では、まず、FPGAにおけるプロセッサコア利用の歴史と、主要ベンダーのプロダクトを紹介する。
主要プロダクトと実装時の課題を解説！：
FPGAに実装できるプロセッサコアは、FPGAベンダーやIPベンダーから、さまざまなプロダクトが提供されている。それらは、ハードコアやソフトコアという違いだけでなく、機能、回路規模、コストなどについても異なっている。後編では、これらのプロセッサコアをFPGAに実装する際の課題について、インターコネクト、メモリー、アクセラレータ、デバッグという4つの観点に分けて解説する。
紙の書籍と同じユーザー体験を実現するために：
電子ペーパーを表示デバイスとする電子ブックリーダーは、文字表示を行うだけの電子機器であることから、高性能のプロセッサを搭載する必要がないように感じられる。しかし、紙の書籍と同じようなユーザー体験を実現するためには、より高い処理能力を持ったプロセッサが必要だ。
ゲームだけが用途じゃない！：
画像処理専用の演算ユニットとして活用されてきたGPU。これまで、その主たる用途として連想されるのは、コンピュータゲームであった。しかし、「その能力の高さを、ほかの用途にも活用できるのではないか」と考えるのは自然なことだ。この「GPGPU」の具現化 /実用化に向け、ICベンダー、EDAツールベンダーらは、どのような施策を進めているのだろうか。
組み込み用途では「面積効率」と「並列度」が鍵に：
組み込み機器では、画像処理に特化した専用プロセッサを用いるケースが増えている。専用ハードウエアアクセラレータを設計するよりも短期間でシステムを構築することができ、汎用プロセッサやDSPよりも高いチップ面積効率が得られるからだ。ただし、専用プロセッサの実力を最大限に発揮するには、画像処理の詳細とプロセッサのアーキテクチャについて、「並列度」の観点から深く理解しておく必要がある。
最適化により最大の性能を引き出す：
組み込みプロセッサを使用するアプリケーションでは、コストを抑えた上で、少しでも高い性能を得たいというケースが多い。ソフトIPを利用する場合に、この要求を満たすのは容易なことではない。しかし、適切な設計/実装フローを用いて最適化を実施すれば、最高の性能を引き出すことも可能である。
最適な設計を行うための基礎知識を整理する：
シングルコアのプロセッサでは、アーキテクチャに関して適切な分類を行うことで、それぞれが得意とする分野を理解することができた。マルチコアのプロセッサについても、同様なことが言える。適切な分類を行うことにより、チップ開発者、ボードレベルのシステム設計者、ソフトウエア開発者、開発ツールベンダーの間で、各種用途で用いられる用語や主要要件に対する認識の共有を図ることが可能になる。
組み込みソフトウェア開発の動向もチェック！
ツールの進化がもたらす開発スタイルの変化：
かつて、組み込み機器用ソフトウエアの開発は、それを専門とする技術者の手で行われていた。しかし、現在は、モデルベース設計ツールをはじめとした設計の抽象度を高めることが可能なツールを利用することで、システム設計者やドメインエキスパートであっても、組み込みソフトウエアを開発できる環境が整いつつある。本稿では、代表的なモデルベース設計ツールとその活用事例などを紹介した上で、組み込み用ソフト開発の現状についてまとめる。
複雑化/大規模化が進む組み込みシステム向けのソフトウエア。これを限られた予算や期間で開発するために、オープンソースのソフトウエアの存在が大きくクローズアップされている。しかしながら、これを有効に活用するためには、注意すべき事柄が数多く存在する。本稿では、組み込み機器分野でオープンソースのソフトウエアの利用を考えるに当たって知っておくべきことをまとめる。
ITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。