FTF Americas 2012 - 組込開発の最前線が見えた「Technology Lab」

Photo001:内部レイアウト。出入り口のそばにはスポンサーブースが並び、奥にFreescaleが4つの部門に分かれてブースを設け、その周囲を囲むようにスポンサーブースが続く。左下にはMake It Challangeのコースと作業ブースが置かれている

Photo002:フロント側から。このアングルだと運転席手前のスクリーンは真っ白にしか見えない。構造的には一人乗りバギーといった感じ

Photo003:座席右に配された、S12 MagniVを搭載したECU

Photo004:S12を搭載したECU。場所はフロントのヘッドライトの間で、位置的には照明制御用と思われる

Photo005:リアのエンジンを模した部分。実際にはエンジンそのものは動かないが、一応エンジンの動作が見られるようになっている

Photo006:エンジン制御用ECU。インジェクタ制御用と思われ、同じものが2つ並んで2気筒用となる。その奥にエンジンがあるが、中を見せるのが目的なのでシリンダヘッドやクランクケースが透明アクリル製なのがわかる

Photo007:コンソールはとりあえず速度計表示。左のアナログ速度計はダミーらしい

Photo008:ステアリングにも液晶モニタが仕込まれており、右側にはタッチセンサと組みあわせた(と係員は言っていた)表示パネルが。ドリンクホルダーまで用意されているあたり、芸が細かい

Photo009:リア全景。ロールケージ上面、ちょうど運転席の真上あたりには、デモ用の液晶モニタが

Photo010:運転席の手前にも液晶表示が。撮影時はNASCARのビデオを流していた

Photo011:Photo010はどうやって表示しているのだろう? と思ったら、運転席の下にプロジェクターが配されており、これで映像を投影していた。ここもFreescaleの製品を使って制御している

Photo012:カメラはこちら。Qorivva MPC5604EベースのEthernetカメラで周囲の画像を撮影してEthernet経由で画像を送る

Photo013:送られてきた映像をi.MX 6上で処理し、Open GL ES 2.0上でDynamic refrectionなどを加味したShader Programを走らせてリアルタイムで処理する。こちらはタッチパネルの制御も行っており、手で操作するとただちにそれが反映されるというもの。Ethernetカメラを使っての車載向け応用例の1つではあるが、今はコンセプトというか、とりあえずこうした事が可能ですというレベルでのデモであった

Photo014:独OpenSynergyが提供するCOQOSは、i.MX 6の上でMicroOSを動かし、この上にAUTOSARとLinux系OSを同時に動かすというもの。インスツルメントパネルのAUTOSAR対応は必須の方向であり、これを特殊なハードウェア無しで実現できるという点がポイント

Photo015・16:COQOSのデモ。CANからの通信(これはAUTOSAR側で行う)を行いつつ、インスツルメントパネル機能(Photo015は電池残容量、Photo016は速度計)を表示してみせている。GUIそのものはAndroidで動作している

Photo017:デモ機のハードウェアそのものは標準的なi.MX 6の開発ボードのみで実現されている

Photo018:これは実際にキャディラックに搭載されるモデルとか。製造はDelphiで、i.MX514を搭載し、これがすべての処理を管理しているとか

Photo019:ほぼ実車向けと同等のグレードのプラットフォームという話で、サードパーティのソフトウェアもプリインストールされているとか。一番右は自由な3D表示領域で、画面撮影中はタイヤがぐるぐる3Dで回っていた。ちなみにVybridといいつつも、現時点ではCortex-A5コアの方しか使っていないそうだ

Photo020:こちらが開発用のデモボード。これをコンソールパネルの裏側に組み込む形になるらしい

Photo021:「機械式」クラスタボードのデモ例。これはS12 MagniVを使って構成されている

Photo022:「機械式というのは、4つのメータの駆動にステッピングモータを使っているという話で、このモータの制御とクラスタ中央の液晶パネルの表示を全部S12 MagniVで行っている。係員の話では「低価格向け」ということだった

Photo023:MPC5676Rに内蔵されるeTPU2を使い、HEV/HVのモータ制御に加えて、オプションで点火制御も行えるというデモ。奥の左側がモータ、右側がエンジン(を模したもの)で、これを切り替えて制御できるというもの

Photo024:こちら側はエンジン側のコンポーネント。インジェクタや排ガスセンサ、ノッキングセンサなどが並んでいる

Photo025:こちらがECUや操作部。左上にあるのがアクセルペダルである。このシステムは、もともとディーゼル向けのCommon railのシステムをガソリンエンジン用にしたもの、という話。説明によればStage V/VIの制御をDrive by Wireで実現できるほか、基本的な自己診断機能も搭載しているとのこと

Photo026:ピストンの動きを模しているわけだが、実際には空気圧でピストンを上下させている。この空気圧を生み出しているモータをS12ZVMで制御しているという訳で、各ピストンに一個ずつS12ZVMのコントローラが並んでいる

Photo027:動作制御の例。モータそのものは3相のBLDCで、これをセンサレスアルゴリズムで駆動している。センサレスでもきちんと位置が確認できている、というあたりがこのデモのポイントの1つ

Photo028:これはQorivva MPC5643LにMC33908(System basic chip)とMC33937(Gate driver)を組み合わせて構成されている。このデモの最大の売りは機能安全にきちんと対応していることで、外部にウォッチドッグ用MCUなどを付加せずに、ISO 26262のASIL Dを満たしている(Qorivva MPC5643LはDual CoreのLockstep MCU)

Photo029:エアバッグコントローラはQorivva MPC560xP MCUにBoschのCG147を組み合わせている。エアバッグユニットのほうはセンサにFreescaleとBoschの両方が利用可能で、展示ではFreescaleのXtrinsicセンサ(白い基板)が接続されていた

Photo030:まだ基本的な再生機能にネットワーク機能を付加した程度の簡単なデモで、またCortex-M4の側は未使用という話だった。まぁVybridそのものが2011年発表されたばかりで、車載向けのVybridはまだシリコンが無い(今はコンシューマ向けのVybridでとりあえずプロトタイプを作っているらしい)そうなので、完成度が低いのも無理ないところか

Photo031:裏面はこんな感じに。機能が少ない部分もあるとは言え、部品点数が少なくて済むのがVybridの売りの1つといえる

Photo032:i.MX 6に1GBのDDR3 SDRAMを搭載したCPUモジュール。フォームファクタはQseven R1.20に互換

Photo033:最大4GBのDDR3 SDRAMを搭載可能。フォームファクタはこちらもQseven R1.20互換

Photo034:メモリ搭載量は128MB～4GBまで。フォームファクタは同社のphyFLEX互換

Photo035:NOVPEK i.MX 6D/Q Systemは周辺回路を搭載したベースボードに、CPUを搭載したドーターボードを組み合わせる形のSystemだが、展示されていたのはドーターボードのみ。こちらも最大4GBまでのDDR3を搭載

Photo036:i.MX537を搭載する。動作周波数は800MHz、搭載メモリ量は512MB/1GBで消費電力は3W以下とされている

Photo037:こちらはARM9ベースのi.MX28を搭載。動作周波数は最大450MHz。こんな小型モジュールでありながら、IEEE1588準拠Ethernetを2ポート搭載という、ちょっと面白い製品

Photo038:内部にはi.MX28とMC13226を内蔵する。この写真だけだと時計や温度計・天気予報を表示するパネルに見えるが、実際はスマートエナジーのゲートウェイとして利用することを前提にしており、IEEE 802.11nおよびZigBeeで様々な機器との通信も可能

Photo039:EverSenseは2012年1月のCESで発表された製品。出荷は2012年第3四半期中を予定しているとか。使い方については同社のプロモーションビデオが判りやすい

Photo040:Kinetis K30をベースとした単相/3相電源用のスマートメータのリファレンスデザインだが、プリペイド用にNFCリーダー+Atmel ATVaultIC460(Anti Tampering用のセキュリティチップ)を搭載しているほか、電力測定側のアンチテンパリング用に加速度センサのMMA8491Qを利用している

Photo041:IEQualizeのHome-Boxそのものはここには見えていない。スマートメータはKinetis K30ベースのキット、Develcoのスマートプラグには同社のMC13202が採用されており、i.MX28ベースで構築したホームエナジーマネージャーとZigBee HAで通信を行う。そこからはルータ経由でインターネットに接続されるという仕組み

Photo042:やはりKinetis K30をベースにしたスマートメータのリファレンスデザイン。Photo040のものに近いが、NFC関連の機能は無い。このスマートメータはホームエナジーモニタとZigbee SEで通信を行う

Photo043:この画面はIEQualizeの製品をベースにしたもので、このため英語表記ながら数字が微妙にドイツ語風

Photo044:構成一覧。メインになるのは、中央の白いゲートウェイ。左の電話はVoIP、右のノートPCはネットワークにつないでの動画再生で、こうしたネットワークのルータ機能に加えて、左上にあるThinkEcoの「modlet」とも通信を行い、その結果を手前のiPadに表示しているという具合

Photo045:ThinkEcoのmodletは昨年もご紹介した。右の説明は、次のホームゲートウェイのもの

Photo046:ぱっと見、ただのルータっぽい。ここにMPC8308とMC13224が組み込まれ、IPのルータの機能に加えてZigBee経由でのスマートゲートウェイの機能が追加されている

Photo047:こちらがホームゲートウェイのネットワーク監視画面。iPadで行っているが、単にWebブラウザを表示しているだけなので、端的に言えばブラウザが選べば機種は何でも良く、なので例えば出先から自分のスマートフォンで確認といったことも可能だとか

Photo048:太陽光発電キットそのものは、Future Electronicsが提供するDSCベースのエナジーハーベストキットを利用しており、こちらとZigBee SE 1.0/wireless M-BUSで通信することで発電状況を表示するモニタがこちらになる。内部にはKinetis K40を利用しているとか

Photo049:コンセントレータとしてQorIQ P1025を使い、一方クライアントとしてはK60 MCU+MC12311 sub-GHz SiPにNivisのsmart object modemを組み合わせている。ここではNivisの提供するIPv6スタックを利用しての通信が可能で、またその状況をNivisのエッジルータ/ネットワークモニタを使って監視可能との話であった

Photo050:内部にはKinetis MCUが搭載され、このUSB、タッチセンサ、それとA/Dコンバータを利用しているとか

Photo051:こちらも同様にKinetis MCUが搭載されている

Photo052:左上はA&Dの血圧計。その右の液晶モニタと、オレンジのボタンがついた腕時計状の機器はSonambaのSonamba Pro。Sonamba Proの手前にあるのがMyGlucoHealthのBluetoothベースのワイアレス血糖値計、その右がVitalographのasma-1(デジタル肺活量計)、一番右がInsuletのOminipod(インシュリンポンプ)。前列左はQuallcomm Lifeの2netというFDAが制定した医療向け通信規格(MDDS:Medical Device Data System)用のゲートウェイ。中央及び左はcorventisのNUVANT Mobile Cardiac Telemetry System。左側のプローブを心臓のそばにつけておくと、心電図をリアルタイムで取得、それを中央のMobile Transmitterで送信する仕組み。心臓病の患者の不整脈の状況をリアルタイムで確認できるものである

Photo053:A&Dの血圧計用はこちらにつながっていた

Photo054:「昨年もこういうキット展示してたよね? 昨年との違いは?」「今年はトランクを用意した。これに全部収まってる(笑)」もちろんそれだけではなく、細かくコンポーネントも変わっているとか

Photo055:Tower Systemにつながるヘモグロビン濃度計。手前の丸い筒状のものは肺活量計

Photo056:こちらは1線式の心電図計

Photo057:SPIとはMED-SPIという肺活量計の結果。MPXV7025DPというDifferential式の圧力センサで測定している。SPO2はヘモグロビン濃度計の結果。これはあくまでサンプルということで、表示などはごらんのようにシンプル

Photo058:左上がSonyのeReader(i.MX508)、右上はKindle(i.MX508)。中段左はKobo Vox eReader(i.MX53)、中段右がKobo eReader(i.MX508)。下段左はEctacoのeReader(i.MX508)。下段右は無関係で、こちらはSkype Phone(RTX DUALphone 4088)

Photo059:いわずと知れたAmazonのKindle DX。搭載しているのはi.MX31

Photo060:これはEnabling Technologyのブースに展示されていたものだが、様々なeReader向けの開発キット

Photo061:i.MX233を搭載

Photo062:i.MX233に加えてMMA7660FCT加速度センサを搭載とあるが、この加速度センサは縦置き/横置きの判別に利用している模様

Photo063:Key IngredientはこのReaderそのものというよりはレシピを売っている会社であり、なのでReaderを使わなくてもPCやスマートフォンなどでもレシピは参照可能。ではReaderの売りは? というと、Kitchen Safeということだそうだ

Photo064:MCF51JU32VFM(ColdFire+)にバッテリチャージ用のMC34763AEPR2、それと3軸加速度センサ(MMA8450QT)を搭載している

Photo065:i.MX233搭載。I'm watchそのものは単体では時計表示程度の機能だが、Bluetoothでスマートフォンと連携することで色々操作や表示が可能というもの

Photo066:内部にKinetis K20 MCUを搭載しているそうである

Photo067:内部にi.MX25を搭載するそうである

Photo068:説明が無かったので、具体的にどんなチップをどんな用途向けに搭載しているかは不明

Photo069:ただの壁掛け時計に見えるが、Kinetis K40を搭載し、同社の提供するATX/ATX6トランシーバと連携してms単位での精度を確保している製品とか

Photo070:いわゆるタイムカードに近いものだが、感熱式プリンタを内蔵しているとか。制御にはやはりKinetis K40を利用している

Photo071:手前は魚群探知/チャートプロッターのHDS-8 Gen2、奥は同じく魚群探知/チャートプロッターのHDS-5。どの辺にFreescale製品が搭載されているのか、は不明

Photo072:同社は台湾MSIの子会社で、単にバスだけではなく列車やフェリー、輸送用トラックや乗用車など幅広い範囲のソリューションを提供している。そんなわけで、単にAutomotive向けとは言いにくいのでこちらでご紹介。ちなみにFreescaleのソリューションを採用という話ではあるが、具体的にどんなチップが使われているかについては説明がなかった

Photo073:これは運転席に置かれる予定のナビゲーション画面

Photo074:同じく運転席に置かれる状態表示画面。これは4つのタイヤの温度と空気圧を表示している

Photo075:これはバスで各座席に設置されるディスプレイ。映画のオンデマンド再生だけでなく、TVやニュース、カメラ表示やナビゲーション画面など色々なものが表示可能という話であった

Photo076:キットの形でこれを丸ごと購入可能。必要な開発ツール類も全部付属している。ちなみにFreescaleの直販の場合、まるごと全部だと199.00ドル、MMA8451というデバイスアダプタボードだけだと25.00ドルという値段がついている

Photo077:歩行はこんな具合に体を左右に傾けながら、浮いたほうの足を前に進めておいて着地、という形になる

Photo078:デモの正式名称は"Motor Control Using Kinetis MCU: BLDC and PSMS"である

Photo079:掃除機のモータはBLDCなので、これの制御を行うほか、本体移動(ごみを見つけて移動)用にPMSMを2つ搭載しており、これのFOCとエンコーダの制御もこのTower Systemで行っている。搭載するのはKinetis MCUで、これにMotor control libraryとFreeMASTER GUI、それとRealtime debug toolを使って簡単に開発が出来ることをアピールしていた

Photo080:こちらのキットのベースはPXS20/PXS30 MCUで、Freescaleの提供するSFIO Toolboxを使ってSimulink上の制御モデルを動作させている

Photo081:こちらがモデル図

Photo082:こちらが実際にSimulinkを使って動作させている…といいたいところだが、撮影時にはデモが行われておらず、ごらんの結果に

Photo083:冷蔵庫のコンプレッサはセンサレスのPSMSをベクタ制御しており、これはMC56F8257 DSCで管理する。一方タッチスクリーン付のLCDパネルはKinetis K70で制御しており、このK70がMC56F8257の制御も行うという仕組み

Photo084:高電圧のセンサレスPMSMモータ2つをMC56F84789 DSCで制御するという例。FOCのほか力率補正なども行い、しかもIEC 60730に準拠している

Photo085:左上はKinetis K60+SGTL5000の構成のGUI付のWAVオーディオプレイバック、上段中央はStreamging AudioとDigital Audio Processingに対応したもの。上段右はUSB Audioに対応したキット。下段左はiPod/iPhone/iPadに対応したPlayback制御のみを行うキットである

Photo086:下段右はやはりiPod/iPhone/iPadに対応したPlayback制御を行うキットだが、GUIがついている点が異なる

Photo087:この図にあるとおり、ユーザーはタブレットなどを経由して、arkessaのMosaic Serverにリクエストを出すと、これをMosaic Clinetが受け取り、制御コマンドをロボットに送るという仕組み。逆にロボットからのステータスは、やはりMosaic Client経由でユーザーに返される

Photo088:Mosaic ServerになっていたQorIQ。Wirelessでつながっている関係でWi-FiのアダプタがUSBで接続されている

Photo089:リモコン制御されていたのは、おなじみMindstorm NXT

Photo090:MCF51MM256(ColdFire MCU)にMC34673(バッテリチャージIC)、MC13202(ZigBee)、MMA7660(加速度センサ)という組み合わせで構成されている

Photo091:ターゲットボードはPXSファミリMCU。IEC 61508 SIL3に準拠という点が売りで、必要ならDual Coreを使ってlock step動作も可能である

Photo092:開発環境はGreen Hillsから提供され、INTEGRITY RTOSが稼動する

Photo093:こちらは基本的な冷蔵庫としての機能の制御。なぜかスペイン語表示のみ

Photo094:これにその他のアプリケーションも使えるらしいのだが、まさかここで写真を撮るわけではないような

Photo095:堂々と"Electrolux"のロゴが入っている割に、ただのモックアップ。まさか無断でロゴを使っている訳ではないようだが、会場の係員も詳細は不明だとか

Photo096:1.067GHz駆動のQorIQ P1022を搭載するCOM ExpressフォームファクタのCPUモジュール

Photo097:説明にはCOMX-P4080とあったが、どうみてもCOMX-P4040の方であろう。最大1.5GHz駆動で、これもCOM Expressフォームファクタを採用

Photo098:最大1.5GHz駆動のQorIQ P4080を搭載するAdvanced MCフォームファクタの製品

Photo099:QorIQ P2020を搭載するCPU Module。動作周波数は1.2GHz

Photo100:ATCA-7240自身は、メインにCavium NetworksのOCTEON IIをDualで搭載するが、それとは別にQorIQ P2020を搭載する(写真で言えば左上)というちょっと面白い構成

Photo101:1.5GHz駆動のQorIQ P4080に最大8GBのDDR3 SDRAM、128MBのNOR Flashも搭載し、これ単独でも動作するというちょっと珍しい構成

Photo102:IEEE 802.11n準拠で4×4 MIMO 3 Sparial Stream対応の製品。QorIQ P1023を搭載

Photo103:型番は掲載されていなかったが、構成から見てN600 Wireless Dual Band Routerと思われる。QorIQ P1014を搭載

Photo104:実際にRFを駆動させて、その結果をスペクトルアナライザで表示しているデモ。動作周波数は39.9MHzにぴたりと合わされている

Photo105:デモの概要

Photo106:こちらがLTEのスモールセルノード。QorIQ Qonverge BSC9131を搭載している

Photo107:こちらはPhoto105の図で言うところのEPC PCにあたる

Photo108:こちらはUser 0/1のPC。動画のストリーム再生やネットワーク速度の測定結果をリアルタイム表示

Photo109:QorIQの開発ボード2枚をイーサネットで接続し、IEEE1588を使って実際に時刻同期を取るという動作デモ。QorIQは全製品でIEEE1588のサポートを行っており、最大10GbEまで対応可能とのこと

Photo110:実際に時刻の差を表示しているところ。誤差はnsオーダーに収まっているのが判る。ちなみにIXXATの提供するスタックでもこの機能はサポートされるとのこと

Photo111:IEEE802.11n 3×3 MIMOに3Gブロードバンド、ZigBeeまでのプロトコルをサポートし、ネットワークビデオレコーディング、ビデオ監視、IP/PBX、NAS機能など様々ななものを盛り込んだというデモ。画面で液晶モニタの前の白い箱がそのデモ機で、液晶モニタの上に置かれたカメラの取り込みや2台のIP電話の管理、ノートPCからのネットワークアクセスなどをスムーズに行える様子が示された

Photo112:QorIQ P1020/P1023を使い、Dual Card/Dual Band(例えばIEEE802.11ac+IEEE802.11n)を同時に利用できるとした。ただデモ機はまだ試作段階とあってか発熱が多いようで、扇風機で冷却していた

Photo113:Tower Systemを使ったVoIPデモ機

Photo114:Arcturus Networkの提供するVoIP用の管理ソフト

Photo115:Arcturus Networkは自社でもKinetis K60ベースのボードをリリースしており、会場では並んで展示されていた

Photo116:こちらはSANベースステーションのデモ。ケースは普通のPCのものだが、内部はQorIQ P5のボードにOCZのSSDを8台積んでおり、これを使ってSANを構成していた。ネットワークには10GbEを搭載している。QorIQ P50xxシリーズを利用することで、RAID 5の構成でもReadが640MB/sec以上、Writeが400MB/sec以上の性能になるとか

Photo117:これはそのSANベースステーションをクライアントからアクセスしてiometerでベンチマークを行った結果。SSDを使っていることもあり、SAN経由といいつつも十分に高速

Photo118:こちらはNASのデモ。HDDは普通のSATA(といいつつ、速度を稼ぎやすいWDのRaptorを4台使っている)である。QorIQの場合、オンチップで1/10GbEのI/FやSATA Controllerに加えてRAIDエンジンやXORエンジン、DMAエンジンなどを搭載しており、低価格で高速なSANが構成できるという点をアピール

Photo119:こちらもクライアントからアクセス。Photo117は10GbEでの接続だったがこちらはGbEでのアクセスで、ほぼGbEの帯域をフルに使いきって転送を行っている事をデモしていた

Photo120:各MCUへの電源はご覧の通り2200μFの電解コンデンサ4つで、そのため本当に一瞬で使い切ることになる

Photo121:その電源部への再充電や、各MCUのCoreMark実行状態の監視などは、裏に置かれたTowerSystemで全てまかない、結果をEthernet経由で出力するというもの

Photo122:基調講演で示したプレゼンテーションは、あくまでもオーバーオールで、こちらは流れる電流量と時間の関係をプロットした、いわば生データ

Photo123:Xtrinsicの慣性/圧力/磁気センサがこのプラットフォームに対応しており、12軸のセンサを同時利用可能としている。最終的にはノートPCあるいはタブレットに内蔵することを目標としており、Windows 8のInbox DriverでHID classとして扱えるそうである

Photo124:今回は8軸分の表示を行っている結果が示されている。磁気センサで方位が、加速度センサで動きがわかるというもの。これはタブレットを使ってのナビゲーション表示などで利用できそうだ

Photo125:eコンパス用ということで、やはり加速度と磁気センサを内蔵したFXOS8700CQ。パッケージサイズは3mm×3mm×1.2mmとかなり小型

Photo126:eコンパスのサンプルアプリケーション

Photo127:方式としてはQi。これは携帯電話用のサンプルだが、他に産業向けバッテリ用とかタブレット用のものも用意される筈だった模様(撮影時にはなかった)。時計とバッテリ温度計が組み合わされた、このまま販売されても良さげなデザイン

Photo128:こちらは産業用バッテリのリファレンスデザイン(Technical Sessionの資料より抜粋)

Photo129:CompalのAltrabookをターゲットにしたものとのである(Technical Sessionの資料より抜粋)

Photo130:このリファレンスキットそのものは以前から同社が公開しているものに見えるが、4画面独立出力とか、フル3DやH.264 High Profile 1080p60のビデオ再生能力などを生かして、新しいアプリケーションが作れますという点を強調していた

Photo131:画面に筆者が大写しになっている点はご容赦を