組み込みシステムについて

組み込みシステムとは、家電製品や産業機器などに組み込まれ、特定の機能を実現するためのコンピューターシステムを指します。産業用機器、医療用機器、家庭用機器等、制御を必要とする多くの組み込み機器に用いられています。

組み込み機器はパソコンとよく対比されますが、パソコンは組み込み機器ではありません。パソコンは特定の機能を実現するためのものではなく、プログラムをインストールしたり、周辺機器を接続することで、”汎用的”に利用できます。一方、組み込み機器は、用途が特定されており、”専門的”な機器となります。

組み込みシステムの特性について

組み込みシステムは、制御対象となる機械や機器が変化に富んでいるため、多種多様です。

携帯電話や家電製品のように、コストダウンの実現が重要な要件という場合や、自動車やFA機器の制御システムのように、高いリアルタイム性と信頼性の保証が必須という場合もあります。

規模の大小や性能の高低に関する差異はあるとしても、一定の標準的な規格内に収まっていることを前提とする汎用システムとは対照的となります。

リソースについて

組み込みシステムでは、多くの場合、リソースが制約されます。大量生産される製品では、コストが非常に重要となるため、制御システムを安価なプロセッサと必要最小限のメモリで構成する必要があります。また、一部の製品では、低消費電力化、小型化、軽量化などの要求によりあえて動作クロック周波数が低いプロセッサを使用したり、メモリ容量を少なく抑える等、限られたリソースを効率的に使用するテクニックとスキルが要求されます。

リアルタイム性

多くの組み込みシステムは、制御の対象となる機械や機器によって決められた時間的な制約条件を常に満たして動作する必要があります。このようにシステムが要求するデッドラインを常時保証しながら動作する性質のことをリアルタイム性と呼びます。ここでのリアルタイム性とは、単に計算処理が速いとかレスポンス時間が短いということではありません。組み込みシステムの開発ではシステムが求めるリアルタイム性を保証するためのテクニックやスキルが要求されます。

高い信頼性

組み込みシステムは、多種多様なニーズへ対応するために複雑化、高度化していて利用者が安心して高度なサービスや機能を利用できるようにするために高い信頼性の確保が求められています。

例えば、近年、組み込みシステムにおいても、不具合、ウィルス、不正アクセス、大規模システムダウンなどユーザの安心や安全を脅かす様々な問題が急激に顕在化・増大化していて、それらへの根本的な対応が急務となっています。信頼性を確保する方法としては、テスティングや品質管理によって問題の発生を未然に防ぐフォールト・アボイダンス以外に問題が発生した際にシステムが完全に停止してしまうことを回避するフォールト・トレランス、フェール・ソフト、フェール・セーフ、フール・プルーフなどがあります。組み込みシステムの開発では、ユーザが求める高い信頼性を確保するためのテクニックやスキルが要求されます。

組み込み開発なら、当社にお任せください。

組み込み機器受託開発・生産センターを運営する株式会社サンエスは、電子回路設計の受託開発を行っています。また、当社は回路設計・組み込みソフトウェアの知見を持つエンジニアが在籍し、ハードウェア・ソフトウェアの両面から総合的な設計を行うことで、要求仕様と要求動作を満たす最適なシステムを実現します。本コラムで紹介している電子回路設計で注意するポイントなど、設計の観点での相談についてもお気軽にお問い合わせください。

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