WEBVTT 00:00.090 --> 00:01.050 ナレーター：このレッスンでは､ 00:01.050 --> 00:03.720 いくつかの組み込みシステムについて話を始めます｡ 00:03.720 --> 00:05.610 さて､ 組み込みシステムというのは､ 00:05.610 --> 00:10.980 特定の専用機能を実行するように設計されたコンピュータシステムのことである｡ 00:10.980 --> 00:13.260 さて､ 組込みシステムというと､ 00:13.260 --> 00:18.150 製造分野やオートメーション分野の話をすることが多い｡ 00:18.150 --> 00:19.890 つまり､ 医療用点滴システムのマイクロコントローラーには､ 00:19.890 --> 00:22.770 ひとつの仕事があるということだ｡ 00:22.770 --> 00:24.840 患者さんに必要な輸液ができるように､ 00:24.840 --> 00:29.520 機械を通って点滴に入る輸液の量を測定するためです｡ 00:29.520 --> 00:33.030 水処理プラントの制御システム用にもう1つ持っているかもしれない｡ 00:33.030 --> 00:36.870 そしてその責任は､ 水が一定の割合で流れるようにすることである｡ 00:36.870 --> 00:41.940 そして､ システムの流量を維持するためにバルブを開けたり閉めたりする｡ 00:41.940 --> 00:43.307 これが組込みシステムの考え方だ｡ 00:43.307 --> 00:45.840 そして､ 非常にシンプルなデバイスになることもあれば､ 00:45.840 --> 00:52.890 LinuxやAndroidのような完全なオペレーティングシステムを備えた複雑なデバイスになることもある｡ 00:52.890 --> 00:54.360 ただ､ それによるんだ｡ 00:54.360 --> 00:55.770 さて､ この特別なレッスンでは､ 00:55.770 --> 01:00.120 単一の機能を持ち､ その機能を実行するために専用のオペレーティング・システムやマイクロプロセッサを持つ､ 01:00.120 --> 01:05.100 特定の組み込みシステムにもっと焦点を当てようと思います｡ 01:05.100 --> 01:07.950 例えば､ 私の家にはスマートメーターがある｡ 01:07.950 --> 01:09.900 だから､ 自宅の脇に出て､ 自宅の電気メーターを見れば､ 01:09.900 --> 01:11.550 1時間当たり何キロワット使っているのか､ 01:11.550 --> 01:17.010 また長期的にどれくらい使っているのかがわかる｡ 01:17.010 --> 01:19.860 現在､ この情報はインターネットに接続されており､ 01:19.860 --> 01:24.420 電力会社は月に一度､ メーターを読みに私の家まで人を派遣する必要がない｡ 01:24.420 --> 01:26.730 その代わり､ 今はすべて電子的に行われている｡ 01:26.730 --> 01:32.640 携帯電話のモデムを使い､ 携帯電話のネットワークを通じてインターネット経由で本社とサーバーに接続し､ 01:32.640 --> 01:36.600 消費電力のデータを取り込むのだ｡ 01:36.600 --> 01:37.770 あなたの家のメーターを見れば､ 01:37.770 --> 01:40.200 似たようなものがあるだろう｡ 01:40.200 --> 01:42.030 現在､ この種の組込みシステムは､ 01:42.030 --> 01:46.530 頻繁な変更が行われない､ あるいは許されない静的な環境と考えられている｡ 01:46.530 --> 01:50.010 例えば､ 電気メーターのソフトウェアを最後にアップグレードしたのはいつですか？ 01:50.010 --> 01:51.210 おそらく一度もないだろう｡ 01:51.210 --> 01:54.120 電力会社も頻繁にはやっていないだろう｡ 01:54.120 --> 01:56.190 それがこのような組み込みシステムの考え方だ｡ 01:56.190 --> 01:57.900 このようなシステムは､ 1つの目的だけを果たすために作られた､ 01:57.900 --> 02:00.870 非常に削ぎ落とされたシステムなのだ｡ 02:00.870 --> 02:03.510 そうすることで､ 余分なコードが少なくなり､ 02:03.510 --> 02:05.490 よりセキュアになる｡ 02:05.490 --> 02:10.170 しかし､ 元のコードが良い状態で作られていなければ､ 02:10.170 --> 02:13.860 アップデートが難しくなる｡ 02:13.860 --> 02:14.693 このため､ 組込みシステムには､ 02:14.693 --> 02:19.800 セキュリティ問題を特定し､ 修正するためのサポートがほとんどないことが多い｡ 02:19.800 --> 02:22.860 電力会社を呼び出して､ メーターを確保しに来てくれとは言えない｡ 02:22.860 --> 02:25.050 それは､ 彼らがあなたのためにしてくれることの一部ではない｡ 02:25.050 --> 02:26.400 自分たちのデバイスなのだから､ 02:26.400 --> 02:27.840 やりたいようにやるだろう｡ 02:27.840 --> 02:30.150 また､ 工場やプラント内に組込みシステムがある場合､ 02:30.150 --> 02:35.220 製造業であれば､ そのメーカーからのサポートは限られていることが多い｡ 02:35.220 --> 02:39.510 そのため､ すべてのデバイスを独立したネットワークに接続し､ 02:39.510 --> 02:44.970 インターネットに接続しないようにする必要がある｡ 02:44.970 --> 02:48.240 さて､ 組み込みシステムについて語るとき､ 02:48.240 --> 02:51.030 PLCと呼ばれる用語がある｡ 02:51.030 --> 02:53.310 これは産業用や屋外用に設計されたコンピュータの一種で､ 02:53.310 --> 02:57.960 現代の機械システムを自動化することができる｡ 02:57.960 --> 03:05.370 さて､ PLCについて考えるとき､ 水の量を多くしたり少なくしたりするためにバルブを開けたり閉めたりする製造業のようなものを思い浮かべてほしい｡ 03:05.370 --> 03:07.140 それがPLCの考え方だ｡ 03:07.140 --> 03:09.780 これはプログラマブル・ロジック・コントローラーである｡ 03:09.780 --> 03:12.000 さて､ これらのPLCはファームウェア上で動作する｡ 03:12.000 --> 03:14.250 なぜなら､ これらはやはり組み込みシステムだからだ｡ 03:14.250 --> 03:18.480 そのため､ チップ上のソフトウェアであるファームウェアは､ 脆弱性が発生したときに修正するためにパッチを当てたり､ 03:18.480 --> 03:20.280 再プログラムしたりすることができる｡ 03:20.280 --> 03:22.620 しかし､ 繰り返しになるが､ 非常に特殊なプロセスがあり､ 03:22.620 --> 03:25.230 通常､ メーカーからのサポートは限られている｡ 03:25.230 --> 03:28.350 マイクロソフトのように毎週火曜日にパッチをくれるわけではない｡ 03:28.350 --> 03:32.550 このようなPLCでは､ 半年､ 1年､ あるいは2年ごとにパッチを受けるかもしれない｡ 03:32.550 --> 03:35.520 パッチとパッチの間は通常とても長い｡ 03:35.520 --> 03:38.550 さて､ もうひとつ話したいのは､ 彼らが使っているオペレーティング・システムのいくつかだ｡ 03:38.550 --> 03:43.020 RTOSというリアルタイム・オペレーティング・システムがある｡ 03:43.020 --> 03:48.780 さて､ これは決定論的な操作の実行を優先するタイプのオペレーティング・システムである｡ 03:48.780 --> 03:52.800 そうすることで､ 一刻を争う仕事にも一貫した対応ができるようになる｡ 03:52.800 --> 03:53.880 さて､ 考えてみよう｡ 03:53.880 --> 03:57.000 原子力発電所内でバルブの開閉を行う場合､ 03:57.000 --> 04:02.040 そのバルブはいつでもオフラインにできるのでしょうか？ 04:02.040 --> 04:03.240 おそらく､ そうではないだろう？ 04:03.240 --> 04:05.670 RTOS（リアルタイム・オペレーティング・システム）を使うというのは､ 04:05.670 --> 04:07.500 そういう考え方なんだ｡ 04:07.500 --> 04:09.420 というのも､ 組込みシステムの多くは通常､ 04:09.420 --> 04:16.440 リブートやクラッシュを許容できず､ ミリ秒単位で予測可能な応答時間を持たなければならないからだ｡ 04:16.440 --> 04:19.860 だから､ もし私が飛行機の一部を動かすようなものを作っていて､ 04:19.860 --> 04:23.910 それが自動操縦装置の飛行を助け､ 自動操縦装置が数ミリ秒ごとに翼の調整をする必要があるとしたら､ 04:23.910 --> 04:29.850 それはリアルタイム・オペレーティング・システムを使いたいことだ｡ 04:29.850 --> 04:32.160 そのために標準的なウィンドウズ・システムは使えない｡ 04:32.160 --> 04:33.990 スピードもパワーも足りない｡ 04:33.990 --> 04:38.250 再起動やクラッシュの可能性もあるし､ セキュリティ・パッチやその他もろもろもある｡ 04:38.250 --> 04:40.620 つまり､ RTOSという言葉を聞いたら､ これは組み込みシステム､ 04:40.620 --> 04:46.560 特に重要なアプリケーションでよく使われるタイプのオペレーティング・システムだと考えてほしい｡ 04:46.560 --> 04:47.700 さて､ これを実現するもうひとつの方法は､ 04:47.700 --> 04:49.740 システムオンチップと呼ばれるものを使うことだ｡ 04:49.740 --> 04:51.810 これも組込みシステムの一種である｡ 04:51.810 --> 04:58.470 これは､ 当社のプロセッサーが､ 複数の論理コントローラーのプラットフォーム機能をシングルチップに統合したものである｡ 04:58.470 --> 05:01.860 このシステムオンチップは電力効率が非常に高いため､ 05:01.860 --> 05:05.790 組み込みシステムが必要な小型機器によく使われる｡ 05:05.790 --> 05:07.860 だから､ 組み込みシステムでポケットに入るような非常に小さいものを作る必要がある場合､ 05:07.860 --> 05:12.681 通常はシステムオンチップのようなものを使うことになる｡ 05:12.681 --> 05:15.300 ルンバやロボット掃除機のようなものを使っている場合､ 05:15.300 --> 05:27.360 それらはシステムオンチップタイプの考え方を採用している｡ なぜなら､ すべての情報を1つのチップに収めようとするからだ｡ 05:27.360 --> 05:33.660 システムオンチップとは､ コンピュータシステムの全コンポーネントを1チップに収めた集積回路の一種を指す｡ 05:33.660 --> 05:36.630 これには､ プロセッサー､ メモリー､ ストレージ､ グラフィック・プロセッサー､ 05:36.630 --> 05:38.670 周辺機器（USBコントローラー､ 電源管理回路､ 05:38.670 --> 05:44.010 無線LANやブルートゥース用の無線ラジオなど）が含まれます｡ 05:44.010 --> 05:50.880 システム・オン・ア・チップの好例はラズベリー・パイで､ これはシングル・チップ上に存在する完全なコンピュータを内蔵している｡ 05:50.880 --> 05:52.650 現在､ これらのシステムオンチップの多くは､ 05:52.650 --> 05:54.570 スマートTVやセットトップボックス（Amazon 05:54.570 --> 06:00.750 Fire TV､ Roku､ Apple TVストリーミングデバイスなど）のような他のデバイスに組み込まれる予定だ｡ 06:00.750 --> 06:02.970 システムオンチップ設計は､ その低消費電力､ 06:02.970 --> 06:04.560 優れた性能､ 小さなフォームファクターにより､ 06:04.560 --> 06:07.440 非常に人気がある｡ 06:07.440 --> 06:10.260 例えば､ あなたがRokuやFire TV Stickを持っているなら､ 06:10.260 --> 06:12.420 それらはUSBメモリのサイズだ｡ 06:12.420 --> 06:15.450 しかし､ 既存のテレビに完全なスマートテレビ機能を提供し､ 06:15.450 --> 06:20.913 これらのデバイスを使ってワイヤレス接続でストリーミングビデオを処理することができる｡