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株式会社デバイスドライバーズ 日高亜友
D2Cコンテスト 2013 参加者トレーニング
2013/8/31 1
- Visual Studio / C# で簡単に制御できる
センサー・マイコンボード -
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 2
 .NET Gadgeteer とは?
◦ ハードウェア
◦ ソフトウェア
◦ 利用目的
 .NET Gadgeteer の使いこなし
◦ Hostとの接続方法
◦ 電源供給
◦ 注意点
 動作事例
 サポート情報
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 3
 Microsoftリサーチが開発している
.NET Micro Framework ベース組み込みシステム統
合開発環境とそれを構成するモジュール製品群
 MMU無しマイコン上でVisual Studioで開発した
.NETアセンブリ(中間コード)をインタプリタ実行
 Visual Studio のGUI操
作により自動的に
モジュールの初期化コード
とクラスライブラリが追加
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 4
 具体的には次のもの
◦ ハードウェア
 専用メインボード、専用モジュール群、
開発環境としての Windows PC
◦ ソフトウェア
 ROM化されたOS、組み込み用各種ドライバとライブラリ、
Visual Studio用Plug In(ライブラリとGUIツール、シミュレータ)
 新規モジュール開発やカスタマイズ可能
◦ オープンソース
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31
 C#/VB言語レベルでライブラリと豊富なミドルウェアを提供
◦ プロトコル、グラフィック
◦ ファイルシステム
◦ サービス、マルチスレッド
 12種以上のCPUボードと
80種以上の
センサー, コントローラ,
ネットワークアダプタ,
コネクティビティ,
ストレージデバイス,
表示デバイス等の
モジュール を提供
5
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 6
 年譜
◦ 2001 V 1.0
SPOT Watch / MSN Direct Service
販売&運用開始
(US Microsoftリサーチの研究成果)
◦ 2006 V2.0
Windows SideShow Device for Windows Vista
◦ 2008 V3.0
◦ 2009 V4.0 for Open Source
◦ 2010 V4.1 for Big Endian
◦ 2010 MSN Direct Service終了
◦ 2011 V4.2 with VB
◦ 2011 .NET Gadgeteer 公開
◦ 2012 V4.3 for VS2012
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 7
 元々Microsoft が提供していた コミュニティ開発ベースの
オープンソース小規模組込みシステム用実行環境
ARM7 72MHz / 512KB ROM / 96KB RAM 程度で動作
 少ないリソースで .NET マネージド・コードを
中間コードインタプリタ (CLR) で実行をサポートする環境
 多様なIOとサービスをサポートする
ドライバやプロトコル、ミドルウェアを最初から備える
 Visual Studio + SDKの無償統合開発環境により
Visual Basic / C#で 組み込みアプリケーション開発可能
Windows 開発と互換性がある強力な言語仕様
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 8
 アプリケーション開発環境
◦ Visual Studio 2010 または2012
 無償のExpress版も対応可能 (DreamSparkも可)
◦ .NET Micro Framework 4.2 QFE1または 4.3
◦ GHI Software Package v4.2
 アーキテクチャ
◦ 豊富なクラスライブラリと
強力なC#言語により
最少10行程度で
センサー制御が可能
.NET Micoro Framework
OS / Driver
CLR Interpreter
Application / Lib.
.NET Gadgeteer
Gadgeteer アプリケーション
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング
 メインボードとモジュール
2013/8/31 9
Sensor
モジュール
Storage
モジュール
Control
モジュール
Visual
モジュール
Interface
モジュール
mainboard
メインボード
(ARM マイコン)
Power
モジュール
USB Aコネクタ
電源供給+デバッグ(デプロイ)
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング
 センサー
◦ 温度湿度、大気圧、人感、加速度、照度、反射、距離、
ジャイロ、コンパス、GPS、電流、ガス、水分、パルス等
 入出力
◦ ボタン、タッチ、ボリューム、ジョイスティック、LED、LCD
 制御
◦ リレー、パルス、モーター制御、ステッパー
 インターフェース
◦ USB、RS232、RS485、CAN、OneWire、XBee
 その他
◦ カメラ、ストレージ、オーディオ、ワイヤレス
2013/8/31 10
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 11
 センサーシステム
◦ 各種センサー類を接続・制御してHost (Armadillo-440)
に接続するためのセンサーサーバー・システム
◦ 25種類以上のセンサーや入力デバイスを利用可能
 アクチュエーター・システム
◦ アクチュエーター:入力された信号を物理的動作に変換
 例:モーター制御、パルス制御、リレー等
 LEDや各種ディスプレイデバイスも一種のアクチュエーター
◦ 25種類以上のコントローラや表示デバイスを利用可能
 勿論、利用しなくてもOK
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 12
 シリアル (RS232C)
◦ WEC 7 開発キットでは未サポート
 USB (Host/Target)
◦ 一部のメインボードでのみサポート
◦ USB Host 接続はWEC 7 開発キットでは未サポート
◦ USB Targetは通常 Debug で利用
 WiFi / Bluetooth
◦ 電波法の問題
 Ethernet LAN (TCP/IP)
◦ 開発 Host (Armadillo-440 + WEC7) で標準サポート
◦ アクセスポイントや変換アダプタを介して無線接続可能
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 13
 REST インターフェースの採用
 上記両方の接続をサポート
◦ 双方の接続プログラムを自前で開発する必要がある
Armadillo
-440
Gadgeteer
HttpServerHttpClient
Web Request (GET / PUT)
Web Response
Armadillo
-440
Gadgeteer
HttpClientHttpServer
Web Request (GET / PUT)
Web Response
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 14
 Web サーバー・コーディングの事例
◦ C# Socketライブラリ
 低レベル (Bind, Listen, Accept, Connect, Send, Receive)
 最少100行程度
◦ NETMF http ライブラリ
 Web/ http 制御に特化したインターフェース
 最少50行程度
◦ Gadgeteer.WebServer ライブラリ
 単純化をさらにすすめたインターフェース
 最少10行程度
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 15
 USB miniB
◦ DC5V
◦ デバッグ、デプロイ、インターフェースと兼用
◦ 大容量電力向けには利用できない
 ACアダプタ
◦ AC100V/DC12V (DC7V-30V)
 バッテリー
◦ 単三乾電池4本
USB Client SP Module
USB Client DP Module
UC Battery 4xAA Module
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 16
 ファームウェア(OS) の更新
◦ 必ずFlash ROM上のファームウェア(OS)を最新版に更新
 文字列処理
◦ 日本語処理は全くできない(UTF8として処理)
◦ 文字列操作関数はあるが書式変換機能が乏しい
 ネットワーク
◦ MACアドレスも含めたネットワーク設定はGHI 製ツール
「FEZ_Config」 を使用して設定する
◦ 一部メインボードではネットワーク機能を内蔵した
専用ファームウェア(OS)を使用する必要がある
 情報・ドキュメント
◦ ライブラリAPI等、多くの情報が英語だけで公開
Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 17
 アプリケーション事例
◦ センサー(温度、湿度、大気圧、ボリューム制御)
◦ Web Server / Web Client
 Visual Studioを使ったプロジェクト作成
 Visual Studioを使ったデプロイとデバッグ
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 日本語販売&サポートページ
 http://tinyclr.jp/
 D2Cコンテスト用上場公開&資料配布
 http://tinyclr.jp/d2c
 特別割引販売
 http://tinyclr.jp/13
 開発・製造元
 https://www.ghielectronics.com/
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 .NET Gadgeteer とは?
◦ ハードウェア
◦ ソフトウェア
◦ 利用目的
 .NET Gadgeteer の使いこなし
◦ Hostとの接続方法
◦ 電源供給
◦ 注意点
 動作事例
 サポート情報
お問い合わせ
株式会社デバイスドライバーズ
e-kit@devdrv.co.jp
問い合わせはメールで、必ず
「D2Cコンテストに参加する」と伝えて下さい。

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D2Cコンテスト 2013 参加者トレーニング .NET Gadgeteer の活用

  • 1. 株式会社デバイスドライバーズ 日高亜友 D2Cコンテスト 2013 参加者トレーニング 2013/8/31 1 - Visual Studio / C# で簡単に制御できる センサー・マイコンボード -
  • 2. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 2  .NET Gadgeteer とは? ◦ ハードウェア ◦ ソフトウェア ◦ 利用目的  .NET Gadgeteer の使いこなし ◦ Hostとの接続方法 ◦ 電源供給 ◦ 注意点  動作事例  サポート情報
  • 3. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 3  Microsoftリサーチが開発している .NET Micro Framework ベース組み込みシステム統 合開発環境とそれを構成するモジュール製品群  MMU無しマイコン上でVisual Studioで開発した .NETアセンブリ(中間コード)をインタプリタ実行  Visual Studio のGUI操 作により自動的に モジュールの初期化コード とクラスライブラリが追加
  • 4. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 4  具体的には次のもの ◦ ハードウェア  専用メインボード、専用モジュール群、 開発環境としての Windows PC ◦ ソフトウェア  ROM化されたOS、組み込み用各種ドライバとライブラリ、 Visual Studio用Plug In(ライブラリとGUIツール、シミュレータ)  新規モジュール開発やカスタマイズ可能 ◦ オープンソース
  • 5. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31  C#/VB言語レベルでライブラリと豊富なミドルウェアを提供 ◦ プロトコル、グラフィック ◦ ファイルシステム ◦ サービス、マルチスレッド  12種以上のCPUボードと 80種以上の センサー, コントローラ, ネットワークアダプタ, コネクティビティ, ストレージデバイス, 表示デバイス等の モジュール を提供 5
  • 6. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 6  年譜 ◦ 2001 V 1.0 SPOT Watch / MSN Direct Service 販売&運用開始 (US Microsoftリサーチの研究成果) ◦ 2006 V2.0 Windows SideShow Device for Windows Vista ◦ 2008 V3.0 ◦ 2009 V4.0 for Open Source ◦ 2010 V4.1 for Big Endian ◦ 2010 MSN Direct Service終了 ◦ 2011 V4.2 with VB ◦ 2011 .NET Gadgeteer 公開 ◦ 2012 V4.3 for VS2012
  • 7. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 7  元々Microsoft が提供していた コミュニティ開発ベースの オープンソース小規模組込みシステム用実行環境 ARM7 72MHz / 512KB ROM / 96KB RAM 程度で動作  少ないリソースで .NET マネージド・コードを 中間コードインタプリタ (CLR) で実行をサポートする環境  多様なIOとサービスをサポートする ドライバやプロトコル、ミドルウェアを最初から備える  Visual Studio + SDKの無償統合開発環境により Visual Basic / C#で 組み込みアプリケーション開発可能 Windows 開発と互換性がある強力な言語仕様
  • 8. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 8  アプリケーション開発環境 ◦ Visual Studio 2010 または2012  無償のExpress版も対応可能 (DreamSparkも可) ◦ .NET Micro Framework 4.2 QFE1または 4.3 ◦ GHI Software Package v4.2  アーキテクチャ ◦ 豊富なクラスライブラリと 強力なC#言語により 最少10行程度で センサー制御が可能 .NET Micoro Framework OS / Driver CLR Interpreter Application / Lib. .NET Gadgeteer Gadgeteer アプリケーション
  • 9. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング  メインボードとモジュール 2013/8/31 9 Sensor モジュール Storage モジュール Control モジュール Visual モジュール Interface モジュール mainboard メインボード (ARM マイコン) Power モジュール USB Aコネクタ 電源供給+デバッグ(デプロイ)
  • 10. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング  センサー ◦ 温度湿度、大気圧、人感、加速度、照度、反射、距離、 ジャイロ、コンパス、GPS、電流、ガス、水分、パルス等  入出力 ◦ ボタン、タッチ、ボリューム、ジョイスティック、LED、LCD  制御 ◦ リレー、パルス、モーター制御、ステッパー  インターフェース ◦ USB、RS232、RS485、CAN、OneWire、XBee  その他 ◦ カメラ、ストレージ、オーディオ、ワイヤレス 2013/8/31 10
  • 11. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 11  センサーシステム ◦ 各種センサー類を接続・制御してHost (Armadillo-440) に接続するためのセンサーサーバー・システム ◦ 25種類以上のセンサーや入力デバイスを利用可能  アクチュエーター・システム ◦ アクチュエーター:入力された信号を物理的動作に変換  例:モーター制御、パルス制御、リレー等  LEDや各種ディスプレイデバイスも一種のアクチュエーター ◦ 25種類以上のコントローラや表示デバイスを利用可能  勿論、利用しなくてもOK
  • 12. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 12  シリアル (RS232C) ◦ WEC 7 開発キットでは未サポート  USB (Host/Target) ◦ 一部のメインボードでのみサポート ◦ USB Host 接続はWEC 7 開発キットでは未サポート ◦ USB Targetは通常 Debug で利用  WiFi / Bluetooth ◦ 電波法の問題  Ethernet LAN (TCP/IP) ◦ 開発 Host (Armadillo-440 + WEC7) で標準サポート ◦ アクセスポイントや変換アダプタを介して無線接続可能
  • 13. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 13  REST インターフェースの採用  上記両方の接続をサポート ◦ 双方の接続プログラムを自前で開発する必要がある Armadillo -440 Gadgeteer HttpServerHttpClient Web Request (GET / PUT) Web Response Armadillo -440 Gadgeteer HttpClientHttpServer Web Request (GET / PUT) Web Response
  • 14. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 14  Web サーバー・コーディングの事例 ◦ C# Socketライブラリ  低レベル (Bind, Listen, Accept, Connect, Send, Receive)  最少100行程度 ◦ NETMF http ライブラリ  Web/ http 制御に特化したインターフェース  最少50行程度 ◦ Gadgeteer.WebServer ライブラリ  単純化をさらにすすめたインターフェース  最少10行程度
  • 15. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 15  USB miniB ◦ DC5V ◦ デバッグ、デプロイ、インターフェースと兼用 ◦ 大容量電力向けには利用できない  ACアダプタ ◦ AC100V/DC12V (DC7V-30V)  バッテリー ◦ 単三乾電池4本 USB Client SP Module USB Client DP Module UC Battery 4xAA Module
  • 16. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 16  ファームウェア(OS) の更新 ◦ 必ずFlash ROM上のファームウェア(OS)を最新版に更新  文字列処理 ◦ 日本語処理は全くできない(UTF8として処理) ◦ 文字列操作関数はあるが書式変換機能が乏しい  ネットワーク ◦ MACアドレスも含めたネットワーク設定はGHI 製ツール 「FEZ_Config」 を使用して設定する ◦ 一部メインボードではネットワーク機能を内蔵した 専用ファームウェア(OS)を使用する必要がある  情報・ドキュメント ◦ ライブラリAPI等、多くの情報が英語だけで公開
  • 17. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 17  アプリケーション事例 ◦ センサー(温度、湿度、大気圧、ボリューム制御) ◦ Web Server / Web Client  Visual Studioを使ったプロジェクト作成  Visual Studioを使ったデプロイとデバッグ
  • 18. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 18  日本語販売&サポートページ  http://tinyclr.jp/  D2Cコンテスト用上場公開&資料配布  http://tinyclr.jp/d2c  特別割引販売  http://tinyclr.jp/13  開発・製造元  https://www.ghielectronics.com/
  • 19. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 19  .NET Gadgeteer とは? ◦ ハードウェア ◦ ソフトウェア ◦ 利用目的  .NET Gadgeteer の使いこなし ◦ Hostとの接続方法 ◦ 電源供給 ◦ 注意点  動作事例  サポート情報 お問い合わせ 株式会社デバイスドライバーズ e-kit@devdrv.co.jp 問い合わせはメールで、必ず 「D2Cコンテストに参加する」と伝えて下さい。