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JAWS DAYS 2018 | IoT時代におけるデバイスのファームウェアとクラウドのいい関係
JAWS DAYS 2018 IoT時代におけるデバイスのファームウェアとクラウドのいい関係 株式会社ソラコム テクノロジー・エバンジェリスト 松下享平
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- 1. IoT時代における デバイスのファームウェアとクラウドの いい関係 JAWS DAYS 2018/ IoTトラック Mar. 10, 2018 / TOC五反田メッセ 株式会社ソラコム テクノロジー・エバンジェリスト 松下 享平
- 2. 自己紹介 株式会社ソラコム / テクノロジー・エバンジェリスト 松下享平 (まつした こうへい) “max” • 静岡県民 🗻 • 前職: 東証二部ハードウェア・メーカーで IoT事業のコーディネート • 好きなソラコムサービス • SORACOM Air メタデータサービス • SORACOM Funnel • soracom-cli • Facebook, Twitter: ma2shita NEW!!!
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- 11. for LoRaWAN 1デバイス～ LoRaWAN通信サービス IoT/M2M向け無線データ通信サービス SORACOM Air forSigfox 1デバイス～ 1回線～ Sigfox通信サービス for セルラー 1日10円〜 1回線～ セルラー(3G/LTE)通信サービス Japan / Global
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- 13. USB UART (シリアル) SD等 センサー/デバイス “モノ” 接点 《センサー素子》 MCU 《マイコン》 I/O IF マイコン上で動くソフトウェア 《ファームウェア》 #defineSENSOR_PIN 13 void setup () { pinMode(SENSOR_PIN, INPUT); } void loop() { int btn = digitalRead(SENSOR_PIN); if (btn) { dash_button(); } } • 低級言語で記述 • 書き換えには特殊な操作が必要 • デバッグ I/F • DFU モード
- 14. USB UART (シリアル) SD等 接点 《センサー素子》 MCU 《マイコン》 I/O IF 一般的なファームウェアの機能 •センサー素子の制御やI/O制御 • センサー素子から取得したデータの処理 • 外部機器とのI/O IF制御 マイコン上で動くソフトウェア 《ファームウェア》
- 15. USB UART (シリアル) SD等 接点 《センサー素子》 MCU 《マイコン》 I/O IF IoTで求められるファームウェアの役割 •センサー素子の制御やI/O制御 • センサー素子から取得したデータの処理 • 外部機器とのI/O IF制御 Wi-Fi, BT, セルラー, LPWA等 《無線モデム》 • 無線モデム制御 • クラウド通信処理 • バッファリング、再送処理 • プロトコル処理、暗号化 • 接続先や認証情報の保管・読出 クラウド
- 16. • 低級言語で記述 • 書き換えには特殊な操作が必要 •デバッグ I/F • DFU モード ファームウェアの課題 • 要件は走りながら 決めたい • 出荷後も機能向上を 行いたい • 開発言語に起因する 生産性の課題 • ファームウェア更新の 特殊性の課題
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- 19. USB UART (シリアル) SD等 接点 《センサー素子》 MCU 《マイコン》 I/O IF なぜ「あのボタン」は良いのか？ •センサー素子の制御やI/O制御 • センサー素子から取得したデータの処理 • 外部機器とのI/O IF制御 Wi-Fi, BT, セルラー, LPWA等 《無線モデム》 • 無線モデム制御 • クラウド通信処理 • バッファリング、再送処理 • プロトコル処理、暗号化 • 接続先や認証情報の保管・読出 クラウド クラウドに「処理を委譲」 ファームウェアの実装を小さく・シンプルに
- 20. エッジコンピューティングに関する勘違いと IoT時代におけるファームウェアの理想形 デバイス内部における高度な処 理のこと ☜ これは勘違い 単体のデバイスがクラウドのコ ンピューティングリソースに勝て る理由がない 本当はクラウドで処理したいんだ けど、ネットワークとか応答速度 という理由から 泣く泣くデバイス内部で行う処 理のこと センサー素子や通信モデムとのI/O 処理に特化させて 書き換えが不要なくらいにシンプル化 処理はクラウド IoT時代におけるファームウェアの理想形
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- 25. AWS Greengrass 解説(デバイス屋視点) クラウド上で作った python※ な AWS Lambda (以下 ローカル Lambda) を GGC 実行中のマシンに転送してくれる 転送されたローカル Lambda を実行できる • AWS IoT Core※ に対して MQTT Subscribe を行い、 そのトピックに対応したローカル Lambda を起動してくれる 「オンデマンド関数」 • GGC 起動後からずーっと起動し続けてくれる 「存続期間が長く無制限に稼働する関数」 NEW!! • ローカルリソース (GGC 実行中のマシンのリソース e.g. /dev/ttyS0) を 扱える ネ申Update !!
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- 28. 実は import greengrasssdkが無くてもいいのです！
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- 31. DEMO: 構成 AWS GreengrassCore On Ubuntu In VirtualBox Management Console 新しい AWS Lambda 関数 更新後 Version カウントを Publish する AWS IoT Core log 現在の Version カウントをログする
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- 33. 1 import greengrasssdk 2client = greengrasssdk.client('iot-data’) 3 from threading import Timer 4 import logging 5 import serial ## $ pip install pyserial -t . 6 7 def loop(): 8 ser = serial.Serial("/dev/ttyS0", 9600) 9 line = ser.readline() 10 client.publish(topic='foo/data', payload='serial data: {}'.format(line)) 11 Timer(0, loop).start() 12 13 loop() 14 15 def lambda_handler(event, context): 16 return このコードがローカル Lambda で動く！
- 34. もう AWS GreengrassCore があれば 怖くない … ?
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- 36. Welcome to EmbeddedWorld !! この、限られたリソースへようこそ!!
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- 39. アーキテクトとして知っておくと良い事 ぶっちゃけ、生産性は高く無い • FreeRTOS HelloWorld で ggr ってみてください • それでも生の FreeRTOS を使うより、超いろいろ揃ってる！ https://www.slideshare.net/AmazonWebServices/new-launch-aws-greengrass-and-amazon-freertos-connectivity-and-security-at-the-edge-iot403-reinvent-2017/15 Amazon FreeRTOS 単体でも AWS IoT Core と連携は可能 • もちろんネットワーク的近隣に GGC が動いているマシンがあるのも良い Amazon FreeRTOS な デバイス AWS GGC な デバイス AWS IoT Core
- 40. アーキテクトとして知っておくと良い事 ― Amazon FreeRTOSを使わざるを得ない状況 動作環境の制限が強い場合 • 商品形状、消費電力、耐環境性、供給性 応答時間に縛られた性能を要求される場合 • まさに RTOS の目的そのもの
- 41. • 開発言語に起因する 生産性の課題 • ファームウェア更新の 特殊性の課題 AmazonFreeRTOS が解決するもの • 開発言語に起因する 生産性の課題 → しょうがない • ファームウェア更新の 特殊性の課題 → OTA !! ※OTA は2018年3月段階でβです
- 42. Amazon FreeRTOS への道 /dev/*で操作できるなら Raspberry Pi + GGC で開始 どうしても、と 言うのなら Amazon FreeRTOS へ
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- 45. Raspberry Pi が無いと GGCをトライできない？
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- 49. Amazon FreeRTOS までの 要求では無いけど 組込みでAWS サービスを 使いたい！
- 50. IoT通信プラットフォーム SORACOM SORACOMのグローバルなインフラ 欧米や日本も含めたアジア多くの国と地域で利用可能 IoT向けデータ通信 SORACOM Air Cellular(2G, 3G, LTE) / LPWA (LoRaWAN, Sigfox) データ通信 インターフェース ライブラリ & SDKs CLI, Ruby, Swift Web インターフェース User Console API Web API, Sandbox ネットワーク アプリケーション データ転送支援 SORACOM Beam クラウドアダプタ SORACOM Funnel データ収集・蓄積 SORACOM Harvest プライベート接続 SORACOM Canal デバイスLAN SORACOM Gate 専用線接続 SORACOM Direct 仮想専用線 SORACOM Door 認証サービス SORACOM Endorse デバイス管理 SORACOM Inventory 透過型 トラフィック処理 SORACOM Junction
- 51. セキュア&クラウドネイティブな プロトコル SORACOM Beam /Funnel による ソフトウェア実装の工数削減 モノ 生の HTTP / TCP / UDP 認証情報 センサー制御、エッジ処理 バッファリング、エラー処理 バッファリング、エラー処理 暗号化・プロトコル実装 認証処理(SDK) SORACOM Beam や Funnelで クラウドを活用 デバイス開発を最小限に SORACOM Beam SORACOM Funnel AWS IoT Core Amazon Kinesis Data Streams Amazon Kinesis Firehose Amazon MQ アイコン はよ！
- 52. エンジニア向け 1Day IoTラーニングイベント SORACOM Tech Camp 2018 4/26 (木) 《東京》大崎ブライトコアホール (抽選制/無料) https://techcamp2018.soracom.jp/
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