組み込みLinux・Cyclone編Cortex-M7編Cortex-M編Cortex-A編RTOS編マガジンVOLUME.19(IoT特集)深層学習の研究者が語る、SPRESENSETMの魅力。モノづくりの現場から採取した大量のデータを、GPUやクラウドといった高性能な演算リソースを活用して日々解析をしている。彼らがエッジデバイスとして着目したのは...世界のソニーが掲げる、IoT時代の新戦略。技術の粋を集めたSPRESENSETMの挑戦「ビジネス×オープンプラットフォーム」ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社100社あれば100通りのカスタマイズ要求が生まれるIoTビジネスの時代をリードするため、技術のソニーが掲げた戦略は、オープンコミュニティの最大活用。これまでに培った技術力を集約し、人工衛星などの極地環境にも対応できるIoT向けボード...走り始めた“AIシューズ”。STM32マイコンが楽しさを加速。STマイクロエレクトロニクス株式会社モノの認証で“トラスト”なシステムを実現。IoT時代に安心できる社会を目指す東芝デバイス&ストレージ株式会社ハイパワー化で可能性の広がるPoE。無線+μC3で給湯器IoTを実現。イー・フォース株式会社VOLUME.18(AI特集)秒間32兆回の演算で日本の課題を解決。Xavierがつくる、AI製品成功までの確かな道筋。NVIDIACPUやDSPに比べて圧倒的なコア数を有する「GPU」。このGPUの性能を日々進化させることにより、クラウドからエッジまで、世界中のシステムに革新を起こしてきた「NVIDIA」。DNNDK:自動車をはじめ数多くの実績が証明。エッジを中心にAIニーズに応える。ザイリンクス株式会社ArmNN:新たな世界を牽引する、ArmのAI/MLプラットフォーム。アーム株式会社VAB-820:VIAとMicrosoftが一致協力、AI時代に向けた新たな取り組みを開始。Japan株式会社DeLTA-Family:超小型FPGAを深層学習に活用、LeapMindの開発ソリューション。LeapMind株式会社SPRESENSE:マルチコア×超低消費電力、エッジAIの最有力を目指した新たなる挑戦。Tabletが小型・高効率化を実現。VicorVOLUME.17(IoT特集)半導体メーカ発、CBMソリューション。日本の産業IoTの課題の一つである「マシンメンテナンスにおけるCBM(状態基準保全)」には、機器の振動解析が欠かせない。アナログ・デバイセズは、「ソリューション・プロバイダ」として、高精度MEMSセンサー、エッジ・コンピューティング、ワイヤレス・ネットワーク、ゲートウェイ、クラウド、ソフトウェア・パッケージまでを包括したパッケージ・ソリューションを“日本主導”で提供する。ソフトバンクとSTが拓くIoT。LPWAエコシステムを相互活用STマイクロエレクトロニクス株式会社Mbedデバイスからサービスまで。困難を伴うマイコン移行の決め手は、確かな統合開発環境と安心サポートIARシステムズ株式会社MEMS、24GHz/60GHzレーダー、ToF。ジャパン株式会社VOLUME.16(産業ソリューション特集)OPC-UA導入を迅速かつ容易に実現。日本の産業IoTを牽引するソリューションベンダ、マクニカ株式会社マクニカ半導体商社として長年培ってきた技術力と知見を有するマクニカが、FA分野に向けてIoTやAIを活用した新規事業の立ち上げに挑んでいる。工場内の振動などの各種センサやコントローラで取得したデータを分析し、工作機械やロボットなどの生産設備の予知保全や異常検知などを行うシステムを構築している。データ分析に利用するAIの開発や、装置への組み込みも支援する。電源設計でもう失敗しない。音声入力と再生をコンパクトに実現。LiteがUIをスマートに東芝デバイス&ストレージ株式会社CPUまでの1インチを解消。KKSnapDragonでAI・4K市場に攻勢。インフィニオンがモータ制御の常識を変える。ジャパン株式会社ベクトル制御などの最新の制御理論に基づいたアルゴリズムや電力効率に優れたインバータ回路を実装しなければならず、さらに、モータの諸元や動作仕様に応じたチューニングも必要である。ジャパン株式会社は、白物家電やドローンなどを対象に、小容量モータのターンキーソリューション「iMOTIONTM」を提供している。LoRa無線モジュールを開発した村田製作所。STと協力して評価ボードを提供STマイクロエレクトロニクス株式会社ACサーボモータ制御の最適解。マイコンを求めシリコンラボを採用。交換なしの電池駆動1年を実現。シリコンラボラトリーズ加速度センサーの常識が変わる!?ADIの新MEMSセンサーアナログ・デバイセズ株式会社SPRITZERがIoTを拓く。ソニーが新しいプラットフォームを提案ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社VOLUME.14(プロセッサ特集)Arm+Linux+クラウド+ミドルウェア+量産ボード。一括供給で産業分野に攻勢をかけるルネサスの底力。Linuxプラットフォーム」は、プロセッサ、Linux、開発環境、ミドルウェア、ボードからなる包括的なソリューション。これを利用すると、産業用機器の開発期間を40%削減できる。ここでは、本プラットフォームの概要や既存のLinuxサポートとの違い、今後の取り組みについて話を聞いた。SemiconductorsIoTへのショートカット。東芝デバイス&ストレージ株式会社オーディオ専用のSigmaDSPで高音質サウンドを手軽にデザイン。アナログ・デバイセズ株式会社IoTセキュリティ、信頼性は担保されているか。株式会社DTSインサイトVIAがサイネージやIoT向けに、3.5インチSBC「VAB-630」を発売。Japan株式会社RTOS、マルチコア、機能安全でIARと日立超LSIがタッグ。IARシステムズ株式会社VOLUME.13(マイコン特集)さらなる高みへ。MCU約1,100ラインアップ。シナジー効果の最大化へNXPセミコンダクターズ2015年12月、NXPセミコンダクターズと旧フリースケール・セミコンダクタ(以下、フリースケール)は経営統合し、一気に売上高および製品ラインアップを増やした。統合後の会社名は、NXPセミコンダクターズ(以下、NXP)である。現在、メモリメーカーを除く半導体メーカー別シェアランキング世界第5位(米IHS社発表)であり...LoRaにも対応しIoTをリード。マイコンとセンサーに強いST。STマイクロエレクトロニクス株式会社ADIが目指すIoTエコシステム。東芝マイクロエレクトロニクス株式会社SIGFOX社のリファレンスとして採用。仏での成功、次は日本のIoTを牽引シリコンラボラトリーズPSoC、FMマイコン、無線通信製品。日本サイプレス株式会社インフィニオンから産業用マイコン。ジャパン株式会社VOLUME.12音楽の可能性を広げるハイブリッド・カホン。EC-10」が登場した。生みの親はシンセサイザーやBOSSブランドのエフェクターなどで知られるローランドである。太陽誘電Wi-SUN無線モジュールにシリコンラボEFM32が採用シリコンラボラトリーズALABの多彩な技術と製品開発を支えるAtmelのMCU&プロセッサアトメルジャパン合同会社JapanTaxiのタクシー業務IoT基盤開発。新しいTXZファミリ登場。東芝マイクロエレクトロニクス株式会社アルテラSoCをさらに使いやすく国産SOMと国産RTOSが強力タッグ日本アルテラ株式会社ドローン、IPカメラ、ロボット、VR。SoC」の採用がオートモーティブを筆頭に広がっている。した躍進の陰には、設計支援やコンサルテーションを通じて顧客システムのTTM(Time-to-market)を支援する、Xilinxのアライアンスパートナーの存在がある。VOICEでは...太陽光発電用パワコンのデジタル電源回路をSTM32F303で構成。ーMPPTとFRTに対応した高度なアルゴリズムを実装ーSTマイクロエレクトロニクス株式会社Cortex-M0を搭載した東芝のカスタムチップを採用。最新のFAコントローラに「アルテラSoC」を採用。Mini」をラインアップしている。一般的な電子ドラムと異なり、発音にフィジカルモデリング方式を採用することで、ミュージシャンなど音楽上級者にも好評だ。ここでは、WAVEDRUMやSHARCプロセッサについて聞いた。本日は、京王線の京王よみうりランド駅前にあるコルグの本社に伺いました。WAVEDRUMについて教えてください。本橋(コルグ):20年以上も遡りますが、1994年に初代となるWAVEDRUMを販売しており、先進的なパーカッショニストなど幅広い層に受け入れられていました。Miniは、それをリバイバルしたものです(図1)。発音は、初代のWAVEDRUMからヘッド部と周辺のリム部にピックアップを置き、ヘッド部やリム部を叩いた生音を拾って、それをいろいろなドラム音にしています。原理としては、アコースティックギターの音をピックアップで拾ってアンプに繋げて拡声するのと似ています。青木(コルグ):叩く場所によって音の変化がつけやすく、演奏者の気持ちにフィットさせやすくなっています。ヘッドとリムにそれぞれピックアップがあるので、ヘッド部とリム部から別々のサウンドを鳴らす事ができます。ヘッド面を押したことを検出するための圧力センサーを入れた事で、WAVEDRUMならではの奏法を確立できました。リム部を叩いたときにヘッド部のプレッシャーを変えることで音を変えることもできます。電子ドラムとは何が違うのですか?本橋:一般的な電子ドラムは、PCM音源をソフトウェアでコントロールして音を出しています。その方式ですと、演奏者のいろいろな動作をすべて取れるように数多くのセンサーを用意し、それをコントロールするソフトウェアをできるだけ人間の気持ちに合うように作り込む必要があり、いつまでもやり尽くせません。青木:それに対してWAVEDRUMは、単純に叩いた音をそのまま拾って、それを元に音を作っています。演奏者の気持ちと、出てくる音がフィットするのではないかと思ってこの方式にしました。Miniにはクリップがついていますね。Miniには外部クリップを用意し、クリップで挟んだものをドラムにすることができます。ここにあるノートもドラムになります。Miniはスピーカも内蔵しています。Editionの方は、外部端子で音を出力していますので、別途アンプやスピーカが必要になります。WAVEDRUMの仕組みを教えてください。本橋:WAVEDRUMは、初代からフィジカルモデリングを採用しています。フィジカルモデリングは、信号処理の中に楽器の物理的な構造をモデルとして再現しているものです。弦楽器ならDSPの中に弦のモデルを作り、弾く操作を加えるとモデルの弦が振動して音が出る仕組みです。通常のフィジカルモデリングでは、弾く、こする、叩く、息を吹き込むなどの動作をモデルの中に入れていますが、WAVEDRUMの場合はそれらの動作の部分はモデリングするのではなく、実際に人間が叩いた音そのものを使っています。青木:一般的な電子ドラムは、録音された音を再現する方式です。フィジカルモデリングのメリットは何でしょう?本橋:ひとつの楽器は、その演奏方法を変える事でいろいろな音色を出す事ができます。通常の音源では、同じ楽器の音でも違う音は違う音色プログラムとして作らなければなりません。そのため、演奏のバリエーションをカバーするために多くのプログラムが必要になります。フィジカルモデリングでは、入力が変わればその楽器としての出力も変わりますので、ひとつのプログラムだけで多くのバリエーションをカバーする事ができます。青木:要するに、電子ドラムはスイッチなので、どのように叩いても常に同じ音が出せます。それに対してWAVEDRUMは、叩いた音を拾っているため、同じ音を出すのが難しいのも事実です。それによって演奏者の気持ちをよりきめ細かく出すことが可能となるのです。WAVEDRUMにADIのSHARCプロセッサが採用されたのですね。本橋:コストパフォーマンスの高さからSHARCプロセッサのADSP-21375を採用しました(図2)。同じDSPでも、フローティングまたは固定でもビット長の長い演算ができるものが欲しかったのです。フィジカルモデリングは、信号を何度も再計算するのでビット長が短いとノイズのかたまりになってしまいます。ADSP-21375を搭載したボード。青木:一般にSHARCプロセッサを使うアプリケーションでは、信号処理だけをさせて制御系は別のマイコンを用いることが多いのですが、WAVEDRUMでは信号処理に加え、制御系も行わせています。制御とはいっても、ボタンを押すとかボリュームを動かすなどの操作です。一般的な電子ドラムは、操作系の制御と信号処理部は別々に処理していますのでどちらも制御系として扱うことができますが、WAVEDRUMではリアルタイムに演奏した音の信号処理に加えて、操作系の処理を入れ込んでいます。それをSHARCプロセッサで完結させて実装しました。プロセッサはDSPとマイコンを搭載したものでいずれの処理にも使えるものですが、SHARCプロセッサは純粋にDSPに特化して作ったものです。DSPにとって制御系は苦手な処理の一つではありますが、信号処理も含めシングルチップで実現されたのは素晴らしいと思います。Computer」というアーキテクチャの頭文字を取ったものです。ADSP-21375を選択したのですか?本橋:浮動小数点演算ができるDSPは、どうしても価格が高くなってしまいます。出荷数の少ない楽器は部品価格が製品価格に直結してしまうのです。SRAMを搭載しているものもありましたが、コスト重視で0.5MビットのADSP-21375にしました。祖父江(ADI):WAVEDRUMではQFPパッケージのSHARCプロセッサを採用していただきました。SHARCプロセッサはBGAとQFPを用意しています。QFPなら4層基板で済み、製造コストも含めて有利となります。小さいメモリサイズへの対応はどのように行ったのでしょうか?本橋:ADSP-21375は、メモリサイズが小さいため、すべての処理をメモリに載せきれません。そこで、オーバーレイ機能を使って、処理をブロック分けして必要なブロックをメモリに展開してそれを実行するようにしています。玉野:通常プロセッサでキャッシュを使うとき、メモリ管理はキャッシュに依存しますが、リアルタイム処理に特化したADSP-21375ではキャッシュが搭載されていません。ADSP-21375のL1メモリに命令とデータを置き、高速にリアルタイム処理を行う一方、少ないメモリ容量で複数のプログラムを実行させるための手法としてオーバーレイ処理を採用されています。スリヴァトサ(富士エレクトロニクス):外部メモリとのオーバーレイ機能についてコルグ様に提案し、富士エレクトロニクスが技術サポートを担当させていただきました。青木:オーバーレイ技術は自社では難しく、これがなかったらWAVEDRUMは完成しなかったかもしれません。本橋:RAMは256Mバイト搭載し、ROMはなく小さなフラッシュメモリにブートローダを入れています。プログラムROMサイズは大きいものが必要でしたが、コスト面で苦しくなります。そこで、マイクロSDカードをROM代わりに使っています。SHARCプロセッサにマイクロSDカードのインタフェースがなく、シリアル通信で繋いでいるので、非常に遅いのがボトルネックでした。それでも処理の順番を変えるなど、できる限りの工夫をして乗り切りました。SDカードインタフェースのボトルネックはどのように工夫したのでしょうか?本橋:RAMは256Mバイトとわりと大きいので、そのRAMにユーザーが気にならないタイミングで大きなデータを展開しています。使うものは先にRAMに展開しておいて、なるべくデータの転送が起きないで使えるような状況をできるだけ増やす工夫をしています。青木:必要最小限のものだけRAMに落としておいて、後は裏でこっそり動かすという感じですね。音の発音までは直ぐにできるので、別タスクで処理しています。すると耳の肥えている人は分かってしまうのでは?本橋:気付かれはするのですが、あまりストレスにはならないようにチューニングしています。お気に入りの音を予め登録しておき、1プッシュで呼べる機能を用意しました。お気に入りの音は最大12個まで登録でき、電源オン時にすべてRAMに展開します。開発環境について教えてください。本橋:ソフトウェア開発は、ADIの開発ソフトウェアVisualDSP++を使いました。フィジカルモデリングについては、自社ツールを用い、最終的にCコードを出力しています。このCコードは、あまり加工せずにSHARCプロセッサで使うことができました。これもSHARCプロセッサを選択した理由のひとつです。青木:OSは使っていませんが、SDカードのインタフェースとしてファイルシステムが必要だったので、それは社内の他システムから持ってきました。開発にはDSP評価ボードEZLITE(イージーライト)を使いました。祖父江:DSPのコアを自社開発しているため、開発ツール、評価用ボード、JTAG-ICEなど、アナログ・デバイセズで一通り揃えていますので、多くのお客様にアナログ・デバイセズのツールをお使いいただいています。村松(富士エレクトロニクス):当時ADSP-21371を搭載した評価ボードはあったのですが、ADSP-21375のものはありませんでした。そこで、ADIの本社に依頼してADSP-21375に載せ替えていただきました。本橋:載せ替えてもらったボードで、一日中ドラムを叩いてデバッグを行っていました。音を鳴らしその音が合っているか、ちゃんと音が切り替わっているかなど、実機でないと分かりません。最後になりますが、開発に要した期間はどの程度だったのでしょうか?青木:およそ7~8カ月で製品化しました。初代のWAVEDRUMから20年が経過して、もう完全に無くなっていたものを再度作る訳ですから、「ゼロ」から作るようなものでした。開発メンバーは5人だけで、外注には依頼しませんでした。本橋:DSPのコードは外からミドルウェアを買ってくることが多いのでしょうが、コルグではコードをすべて内製しています。その時期は会社に住んでいる感じで、短時間ではありましたが死にそうでした(笑)。大変なご苦労があったのですね、本日はお忙しい中ありがとうございました。EYE'Sコルグは、WAVEDRUMという新しい音楽表現の可能性をADIのDSPにより具現化した。打楽器の微妙なタッチをセンシングして400種類におよぶ音色を瞬時に再現する高度な信号処理。DSPを完璧なまでに使いこなせる匠の技といえよう。シリーズマガジンVOLUME.19ハイパワー化で可能性の広がるPoE。IPカメラ、LED照明、IoTなどに最適VOLUME.17半導体メーカ発、CBM(状態基準保全)ソリューション。産業IoTをスケーラブルにVOLUME.16電源設計でもう失敗しない。μModuleが実現するかんたん設計VOLUME.15加速度センサーの常識が変わる!?ADIの新MEMSセンサーVOLUME.14オーディオ専用のSigmaDSPで高音質サウンドを手軽にデザイン。VOLUME.13ADIが目指すIoTエコシステム。センサーtoクラウドの構築を支援。VOLUME.12フィジカルモデリングを採用した電子ドラムWAVEDRUMを支えるSHARCプロセッサ。VOLUME.11DSPの導入と全体最適化で信号変換器をコストダウン。可視化し解析するサブコアとメインコアをシームレスにデバッグ。高機能IoTアプリケーションを効率的に開発、解析する方法とは深層学習の研究者が語る、SPRESENSETMの魅力。世界のソニーが掲げる、IoT時代の新戦略。走り始めた“AIシューズ”。STM32マイコンが楽しさを加速。モノの認証で“トラスト”なシステムを実現。IoT時代に安心できる社会を目指すハイパワー化で可能性の広がるPoE。無線+μC3で給湯器IoTを実現。reserved.お問い合わせ会社概要プライバシーポリシーポイントとは?。