2012/06/17 に開催された、OSC 2012 Hokkaido での、セミナーのプレゼン資料。

1. イマドキの組み込みシステムに
ついて語ろう
Kinect から OpenCL まで
株式会社サムシングプレシャス
古賀信哉

2. 札幌市在住
（株）サムシングプレシャス代表取締役
組み込み機器分野に軸足を置いたソフト屋
Microsoft MVP: Windows Embedded
http://mvp.microsoft.com/profiles/A3D3BFEA-8A25-4960-9870-
1FBE11FDCA28
使ってきたプログラミング言語
UtiLisp, Scheme, C++, C, Objective-C
Java, ARM アセンブラ, C#, etc.

3. ET ロボコン北海道地区大会実行委員会
モデル駆動開発（UML 設計記述と実機動作）
役割：審査委員長＆技術委員長（2011, 2012）
Device2Cloud コンテスト審査委員会
http://www.d2c-con.com/
センサー + CPU ボード + クラウドサービス
役割：技術委員（長）
どちらも、組み込みシステムに関する
コンテスト

4. Arduino から Armadillo-800 EVA まで
Arduino Uno Armadillo-800 EVA
NXTway-ET
（ET ロボコン）

5. Arduino: AVR 8bit MCU (16MHz)
• SRAM: 1～8KB, Flash: 8～128KB (Uno has 2nd AVR 8bit for USBSer)
ET ロボコン: ARM7TDMI 32bit MCU (48MHz)
• with AVR 8bit MCU (8MHz)
• RAM: 64KB, Flash: 256KB
Armadillo-800 EVA: ARM Cortex-A9 (800MHz)
• with SH4A (600MHz), PowerVR SGX540 (within the package/die)
• RAM: 512MB, Flash: 8GB (eMMC)

6. プロセッサ (CPU) のクロックや
メモリ容量では、決まらない。

7. ちなみに・・・
僕の入社時の「配給」マシン：
SPARC station SLC
Fjitsu MB86901A/sun4c 20MHz
RAM: 8MB/16MB
diskless

8. 単機能
「汎用」プラットフォームではない
PC, スマートフォン, タブレット
メンテナンスのコストが高い
アップデートの工夫が必要
ex. Mars path finder
大量製造
コストダウンの圧力が高い

9. POS 端末
据置型、携帯型
ハンディターミナル
宅配便、検針機
アーケードゲーム
キオスク端末
x86 + Windows Embedded XP/Standard

10. 工場のライン制御（eg. 計測機）
品川駅の自動販売機
ネットワークカメラ

11. ドライビングアシストコンソール
医療機器 (x86 + Linux, and GPU)
「映像」カルテ用の録画／再生機
遠隔地診断補助用の大量画像圧縮機

12. 個々の要素技術は、他の分野と共通する
ものが多い
OS
uITRON →Linux, Windows (for embedded)
プログラミング言語
C/C++, Java/C# （たまにアセンブラ）
インターネットアクセス
デジタルTV、IoT

13. ET ロボコンの例
コンテストの対象：組み込みに特化している
わけではない
Bluetooth 利用モデル
クラウドコンピューティングとの相似性
リソース制約と時間制約のある端末
より豊富なリソースの「サーバ」
サーバとの間の通信の隘路

14. 適用される局面が違う→各々の重要さが
異なる。
信頼性 メンテナンスのコストが高い！
大量製造：コストダウン圧力！
低消費電力
（運用コストを含む）
ハードウェアのパフォーマンスを、最大限に
引き出す

15. ハードウェアの特性
SoC (System On Chip) 化
様々な周辺機器コントローラが内蔵される
CPU の演算能力よりも、I/O がボトルネック
グラフィクスはプロセッサ内蔵が普通に
ノート PC やモバイル機と共通に

16. プロセッサのパフォーマンス向上
ARM 全盛
PC; Windows タブレットでも！

17. クラウド連携
Android
Siri
画像処理能力の進化
デジタルカメラ
iPod touch/iPhone
Kinect
GPU コンピューティングの台頭

18. Android 端末の電池もたない問題
ソフトウェアアーキテクチャの共通化／
統一化の必要性
電源管理のサブシステムとドライバフレーム
ワーク
Linaro
Windows 8 での取り組み

19. 高度なグラフィクス

20. 組み込み機器用プロセッサ（SoC）のグラフィ
クス機能が強化
Freescale i.MX3x, 5x, 6
TI OMAP3, 4
NVIDIA Tegra
組み込みプラットフォーム／OS のグラフィク
ス機能も強化
OpenGL ES 2.0
Flash, Silverlight for Embedded

21. CPU の省電力化
SoC 化
単純化（スーパースカラ／out-of-order）
CPU の並列化：周波数増大から並列度向上へ
複数の ALU（ハイパースレッディング, SIMD）
マルチコア化
CPU と GPU を同じダイに
バス消費電力を抑える
GPU の積極活用：CPU との性格の違いを活かす

22. NVIDIA Tesla 20 シリーズ
Tesla M2050
並列プロセッサコア：28, メモリ：3GB GDDR5
TSUBAME 2.0
2010年11月のスパコン Top500 ランキング4位
日本最速（※2011年6月に、京が1位に！）
2010年11月の Green500 で2位
IBM BlueGine/Q, 国立天文台 GRAPE-DR に次ぐ
958.35 MFLOPS/W (1192TFLOPS)
京：828.67, BlueGineQ: 1684.20
ピーク時消費電力：1MW以下（京は 9.89MW）

23. 典型的な構造 SIMD 型 ALU の列（8～16）
AMD Radeon HD6970 NVIDIA GeForce GTX580
出典： “Heterogeneous Computing with OpenCL (2012, Morgan Kaufmann)

24. 大量の（並列動作）ALU と、単純な制御回路
データ並列処理に、大きな威力を発揮
浮動小数点演算
プログラマブルシェーダを発展させたアーキテクチャ
出典： “Programming Massively Parallel Processors” (2010, Morgan Kaufmann)

25. ET ロボコンでの例
弊社の事例
ダウンロード実行：アップデートの改善
Everything over HTTP, evertything over
JavaScript!

26. アプリケーションの開発効率の重要性
サービス進化への追随
JSX by DeNA とか

27. ジェスチャー
マルチタッチのタッチパネル
NUI (Natural UI)
組込み機器の、新しい使われ方
手術中に PC を操作（Kinect）

28. デバイス単体ではない
クラウド上のサービスまで含めた、全体とし
てのアプリケーション／システム
サービスまで含めた製品づくり
大規模化するソフトウェア開発
労働集約から知識集約へ

29. ET ロボコン
ソフトウェアの再利用促進
知識集約のために
モデル駆動開発
大規模開発のリスク軽減
プロダクトラインへ向かって

30. Device2Clolud コンテスト
「新たなサービスを生みだす力を持ったデバ
イスを！」
組み込み開発／デバイスアプリケーション開
発と、クラウド上のサービス開発を繋ぐ