IoT開発の課題を解決する新たな開発プラットフォーム

IoT普及の足かせとなってきたのは何か?

今日まで、電子機器ハードウェア・ベンダやクラウド・サービス・プロバイダは、ほとんど単独でIoT開発に取り組んできました。両者ともそれぞれの中核事業の範囲内での開発にとどまっていたわけです。

しかし、このことがハードウェアとソフトウェアの開発要素を別々に扱わなければならないという発想の根底にあり、IoT普及の足かせとなっていました。ハードウェア・エンジニアは自分の専門領域から踏み出すことに躊躇し、また大量のコーディング作業という難題にも直面する一方で、ソフトウェア開発者は実力を存分に発揮できない開発プラットフォームに束縛されたくないと考えています。

IoT実装は多くの基盤をカバーする必要があります。ノード・レベルでの主な役割は、センサで捕捉したデータを分析/処理して送り返したり、必要に応じてアクチュエータを作動させたりすることができるように、可能な限り効率良く信頼性の高い操作を実行することです。

そのためには、採用したコネクティビティを特定のタスクに合わせて最適化する必要があります。さらにシステムを入念に考察し、クラウドとのやりとりで最大限の効果が得られる方法に注目することです。IoTセクタでは、これらのさまざまな要素を同時に扱う技術が絶対に必要でした。

ハードウェアの観点からすれば、これはエンジニアに特定のアプリケーション要件に適合するIoTノードを作成するのに必要な、コネクティビティ、センサ、アクチュエータ機能を提供することになります。ソフトウェアの観点からは、開発者にこのハードウェアをサポートするクラウドベース・アプリケーションを構築するための基盤を提供することを意味します。

半導体企業は間違いなくIoT市場への参入に関心を持っていますが、今のところこれらの企業が提供する開発プラットフォームが、ここで実際に議論したすべての問題に対応しているわけではありません。ハードウェアに関しては、提供されているのは特定のセンサと通信機能を搭載したシングルボード・ソリューションだけです。これらのソリューションはシステムとアプリケーションの要件を適合させる場合、エンジニアにほとんど選択の余地を与えません。プラットフォームで最良のコネクティビティまたは検出オプションがサポートされていない可能性があり、最終的には妥協を迫られます。その代わりに、サポートできる機能については高い柔軟性が求められます。

IoT開発を容易化させる新たな開発プラットフォーム

• オン・セミコンダクター製IDKのハードウェアおよびソフトウェア要素を示す回路図

オン・セミコンダクターのエンジニアは、IoT展開を定義している動的特性を考慮して、ハードウェア・エンジニアとソフトウェア開発者の両方にとってメリットがあり、それぞれの適性を理解している新しいタイプのIoT開発プラットフォームを作成する目標を設定しました。

この取り組みの成果がオン・セミコンダクターのIoT開発キット(IDK)です。IDKは限定的な「1つのサイズですべてに対応する」アプローチを採用するのではなく、モジュラー構造を採用しています。このことは、センサ、アクチュエータ、コネクティビティに関して、はるかに多くの選択肢があることを意味します。

エンジニアリングの専門家には、汎用性の高い優れた開発リソースを提供します。この開発リソースにはハードウェアを管理するだけでなく、「デバイスからクラウドまでをカバーする」IoTアプリケーションを構築できる高度なソフトウェア・フレームワークも組み込まれています。

• ドーターカードが付属したIDKベースボード

IDKは、32ビットのArm Cortex-M3プロセッサ・コアとそれぞれ320KBのフラッシュ・メモリを2バンク搭載する、先進のSoC「NCS36510」をベースにしています。さまざまな種類のドーターカードが用意されており、ベースボードに直接取り付けることができます。

コネクティビティに関しては、Wi-Fi、ZigBee、SIGFOX、CAN、イーサネットなどのさまざまな無線および有線通信プロトコル用ドーターカードを選択できます。センサに関しては、温度、動き、湿度、心拍数、周囲光、圧力、バイオの各センサを搭載したドーターカードがあります。さらに、アクチュエータ機能は、ステッパ・モータ・ドライバまたはブラシレス・モータ・ドライバ、LEDドライバを通じて利用できます。

さまざまな種類のセンサ、アクチュエータ、通信機能がドータカード製品群を通じて提供されており、エンジニアは各種オプションを混成して、システム設計に最適な組み合わせを見つけることができます。

さらに、クラウドベースのソフトウェア開発を十分に理解していないハードウェア・エンジニア向けに、IoTシステムに必要なクラウドベースのサービスが簡単に利用できるようになっています。逆に、ソフトウェア開発者は意欲があれば独自サービスを開発する機会が得られるため、創造性を発揮できます。

IDKは、Eclipseベースの統合開発環境(IDE)で運用でき、膨大なアプリケーション関連のライブラリと併せて、C++コンパイラ、デバッガ、コード・エディタが提供されています。IDKなどの豊富な機能を備えた構成可能なプラットフォームにアクセスすることで、エンジニアは妥協を強いられたり、専門領域外に踏み出したりすることなく、システム設計目標を達成できます。これはコンセプト・フェーズから実際の展開まで、すでに着想されているIoTシステムの大部分において極めて重要な役割を果たします。