組込みプロセッシング

Other Parts Discussed in Post: CC2652RB 急速に進化するネットワーク接続型 (コネクテッド) 世界の背景で機能しているのは、各種エンタープライズ・システムと通信機器です。この種の技術が速度、到達範囲、統合の境界を押し広げていく中で、開発者やメーカー各社は、モノのインターネット（IoT）設計の簡潔なアプローチを実現できるソリューションを探し求めています。 テキサス・インスツルメンツ（TI） の革新的な技術であるバルク弾性波 (BAW) 共振器は、世界初の水晶不...

多くの消費者は現在、スマート・ロック、カメラ、センサ、スマート・ホーム・ハブ、照明、家電製品、サーモスタットなど、いくつかのスマート・ホーム製品を保有しています。残念ながら、メーカーが異なると相互運用性を確保できないため、単一の端末やソフトウェア・アプリケーションから各種スマート・デバイスを制御することは難しくなります。 相互接続された制御可能な家庭環境という未来は手の届く範囲のように思えますが、ホーム・オートメーション市場が急成長し、非常に多くのメーカーがこの事業に携わった結果、エコシステム...

このリアルタイム制御シリーズの以前の回では、リアルタイム制御のシグナル・チェーン (図 1) のうちセンサ機能ブロックに注目しました。2 番目の機能ブロックである処理機能については、誤解が生じがちです。よくある誤解は、処理機能をコア CPU (中央演算装置) の周波数や MIPS (million instructions per second：毎秒百万回単位の命令数) のみに関連付け、大量データの高速処理だけに注目することです。今回は、高性能電源システムへの応用という観点で処理機能の価値を提...

私たちの日常的な生活で Bluetooth® をすでに採用している各種アプリケーションのことを考えてみましょう。そして、コネクテッド (ネットワーク接続) 対応がいっそう進展した世界を想像してみてください。Bluetooth SIG (Bluetooth Special Interest Group) によれば、Bluetooth 対応デバイスの年間出荷数は 2026 年に 70 億を上回ると推定されています。市場では医療デバイス、玩具、パーソナル・エレクトロニクス、スマート...

従来、HMI (ヒューマン・マシン・インターフェイス) は、ユーザーが機械を操作するための物理的な管理パネルとして、プッシュ・ボタン、スイッチ、インジケータ・ライトなどから構成されていました。技術の進歩に伴い、各種プロセスの監視、ステータス情報の表示、コマンドの送信なども可能になりました。現在、HMI アプリケーションはあらゆる場所に存在しています。たとえば、TV を制御するスマートフォン・アプリ、自動車の音声コマンド、病院のメディカル・モニタ、スマート・ファクトリ内のタッチスクリーン管理パネル...

少し前までは、電気自動車 (EV) が広く普及するということは SFの中の話でした。かつてはコストが高すぎるか、実用的ではないと考えられていましたが、現在では、 OEM 各社がゼロエミッションを達成し、代替エネルギー源を検討しようとした EV 革命の真っ只中にあります。 多くの自動車メーカーは、今後 10 ～ 15 年のうちにすべての新車を EVのみに切り替えると公約してきました。 この勢いにもかかわらず、私たちは屈折点に立っています。 ドライバーが 1km あたりのエネル...

自律型ロボットとは、人間による制御や操作なしで、周囲の環境を理解して移動することができるインテリジェントな機械です。これは比較的歴史の浅い技術ですが、工場、倉庫、市街地、家庭でも自律型ロボットの多様な使用事例があります。たとえば、倉庫内での物品の運搬や、ラスト・マイル配送、つまり指定のお届け先への短距離配送、さらには家庭内での掃除や芝刈りなど、さまざまな目的にロボットを使用できます (図 1)。 図 1：室内を掃除するロボット型掃除機 ロボットが自律性を実現するには、マッピングされた環境の検知と...

インダストリ 4.0 のオートメーションを目指す流れに伴い、産業用ロボット、協力ロボット (コボット)、また AGV (automated guided vehicle：無人搬送車) や AMR (autonomous mobile robot：自律型移動ロボット) のようなサービス・ロボットを含め、工場へのロボットの導入増加は勢いを増しています。多くの場合、これらのロボットは人間の近くで動作するので、衝突の可能性を認識するための高度なセンシング能力と機能安全対応能力を搭載し、身体的負傷や資産へ...

U.S. Bureau of Labor Statistics (米国労働統計局) によると、死亡事故に至らなかった職場での負傷件数は 2018 年に 280 万件に達しました。設計エンジニアは多くの場合、世界全体を (具体的には開発中のアプリケーションを)  1 か 0 かの二者択一で考える傾向があります。産業分野での多くの事故は、全面的、または部分的にヒューマン・エラーが原因になっています。機能安全は、どのような誤った事態が発生する可能性があるかを予想し、許容可能な水準までリスク...

多くの人が同時に話している雑踏の中に身を置くと、そこでは、大声で話している人の声しか聞こえません。しかし、それぞれが1人ずつ話せば、同じ雑踏の中でも1人1人の会話をはっきりと聞くことができます。この状況は、無線スペクトルと増加し続ける接続デバイスに似ています。  2.4GHz帯は、ビル・オートメーションおよび医療アプリケーションに幅広く使われており、そのような非常に混雑した帯域の1つです。いくつかの一般的なプロトコル、例えば、Wi-Fi®、Bluetooth®などは、同...

Other Parts Discussed in Post: CC1352P7, CC2652P, CC1352P, MIOTY Omdiaの予測によると、低消費電力ワイヤレス・マイコン（MCU）の出荷数は今後4年間で倍増し、40億個を超えると見られています。この膨大なマイコンの供給により、ワイヤレス接続の機会はこれまで以上に増加し、Bluetooth® Low Energy、Zigbee®、Thread、Matter、Sub-1GHz、Wi-SUN、Amazon Si...

Other Parts Discussed in Post: AM2434 ファクトリ・オートメーションやスマート・カーの発展には、高度なネットワーク化機能、リアルタイム処理、エッジでの分析、モータ制御トポロジの進歩が必要です。これらの例は、従来のマイコンより優れ、プロセッサのような能力を発揮できる高性能マイコン（MCU）の需要が急速に高まっていることを示しています。本記事では、現在および未来のシステム課題に取り組む設計エンジニアを助ける、高性能Sitara AM2xマイコンの5つの機能（図1...

2019年は電気自動車（EV）の販売台数が200万台を超え、いくつかのレポートでは、今後数年間で販売台数は年間800万台に達する可能性があり、中国がその先頭を行くだろうと予想しています。  バッテリ管理システム（BMS）はEVの基本的な構成要素の1つであり、その効率、寿命、性能はきわめて重要です。これらの利点を実現するために、バッテリ・パック内の各セルでは、絶縁型のCAN（Controller Area Network）バス、差動デイジーチェーン通信、または他の独自ソリューシ...

TI Arm Clangは、将来のTI Armコンパイラを代表する、TI Arm Cortexマイコン向けの新しいコンパイラ・ツール・セットです。LLVMプロジェクトをベースにしたこの新しいツールチェーンは、C/C++フロント・エンドとしてClangを使用します。究極的には、この新しいツールチェーンによって、より効率的なアプリケーションを開発できるようになります。

LLVMとClang

LLVMは、モジュール式で再利用可能なコンパイラ・ツールチェーン・テクノロジーを集めたオープンソース・プロジェクトです...

窒化ガリウム（GaN）電界効果トランジスタ（FET）は、SiC（炭化ケイ素）FETやSi（シリコン）ベースFETに比べて、スイッチング損失が劇的に改善し、電力密度が高くなっています。このような特性は磁気回路のサイズ縮小につながるため、デジタル・パワー・コンバータなどのスイッチング周波数が高いアプリケーションで特に有用と考えられます。

パワー・エレクトロニクス業界にいる設計者は、GaNシステムの性能向上のための新しい技術と手法を必要としています。GaNテクノロジを使用する最新の電力変換システム開発で...

Bluetooth^® Low Energyテクノロジは、コストと消費電力の低さから、さまざまなアプリケーションを支える土台となっています。例えばBluetoothビーコンは、機器や人の所在を特定できるリアルタイム位置情報システムの構築に利用されています。

この種のアプリケーションでのBluetoothの役割は何でしょうか。アセット追跡に使用されるBluetoothタグは、物や人が近くにいるかどうかを効果的に監視するために、別のタグとの間でデータを送受信して自律的に通信を行います。人と人とが近くにいることを監視する目的は何でしょうか...

人が操作していた機械や乗り物が、ほんの数十年の間で自律的に動作する、もしくは人がほぼ介入する必要がないインテリジェントな機械へと置き換わりつつあります。こういった進歩にともない、産業および車載マーケットでは、ビルや街や自動車がその周囲を感知してよりスマートに判断を下せる革新的なセンシング・テクノロジが必要とされています。

エンジニアは、高分解能の検知能力、さまざまな環境に対応できる柔軟性、プライバシーを侵害しないといった、アプリケーションでミリ波（mmWave）レーダーによるセンシングを使用した場合のメリットを深く理解しようとしています...

新しい開発キットを受け取ったらすぐに設計を始めたくなることでしょう。使っているツール群が、正しいツールやリソースを自動で検索してくれないのであれば、面倒なインストール作業を手動でしなければなりません。

TIのクラウドベースの開発ツール群を使うことで、ローンチパッド開発キットを接続してすぐにソフトウェア例を実行できるほか、アプリケーションの開発とデバッグができるようになります。その手順は次の3ステップです。

1. 開発キットが到着したら...

消費者に強い第一印象を与えることは大切ですが、主に2つの要素によって左右されます。それは、製品の見た目とユーザーとの対話です。高性能の静電容量式タッチおよび近接センシングのテクノロジを利用すると製品の見た目だけでなく、ユーザーと製品とのインターフェイスも洗練され、消費者に強く印象付ける思い切った製品設計ができるようになります。

しかし、静電容量式タッチ設計を産業用アプリケーションに組み込む作業は、経験の浅い製品エンジニアにとって難易度が高いことで有名です。機械的な統合、ソフトウェア開発、ノイズ耐性や防湿性...

エンジンの機械的な振動や衝撃にさらされている車載部品の状態が分かったり、自動化された工場内の激しい機械的振動がある環境で動作するシステムの状態について情報を得ることができたりしたら、素晴らしいと思いませんか。このような情報があれば、予知保全を行って、疲労した部品が完全に壊れる前に取り換えることができ、車のトラブルや工場のダウンタイムをかなり減らせるでしょう。下記のビデオでは、水晶振動子不要のTIのワイヤレスBAWテクノロジに関する試験のデモを紹介しています。今回の技術記事は、その詳細を説明します。

www.youtube.com/watch

BAWテクノロジが機械的な衝撃や振動に強い理由
振動や衝撃を測る2つの重要なパラメータは、IoT接続されたデバイスにかかる加速力と振動周波数です。振動の発生源は、走行中の車や機器の冷却ファンの内部、あるいは携帯型ワイヤレス・デバイスなど、あらゆるところに存在します。そのため、加速力、振動、衝撃に対して強い耐性を持つ安定したクロックをクロック…

Processor部門Vice PresidentのSameer Wassonがオートメーションの未来と

エッジのインテリジェンスについて語ります。

インテリジェント・マシンの未来は、エッジにおけるイノベーションにかかっています。それはつまり、より動的に意思決定を行うための、リアルタイムでのセンシングと処理を可能にする組み込みテクノロジのことです。

これまでのオートメーションは事前にプログラム設定されて動きが構築されていましたが、今では周りで起こっていることを機械がリアルタイムに理解し、知能を持って、安全・確実かつ自律的に対応できるように進化しています。これを実現するテクノロジが、人工知能の一分野である機械学習です。

信号処理テクノロジが進化し、多くの機械学習機能が追加されるにしたがって、TIは必ずしもクラウド処理に頼らなくても済む形で、車内の乗員検出や人間と機械との直感的な連携などにおける進歩の道を切り開いてきました…

工場で機械学習やニューラル・ネットワークを利用すると、マシン・ビジョン、無人搬送車（AGV）、ロボティクスのようなアプリケーションがよりスマートになり、作業効率が向上します。製造現場の反復作業を自動化するために何十年も前から組み込みのマイコンやプロセッサが使われてきましたが、組み込みシステムへの機械学習アルゴリズムの導入は依然として発展途上であり、研究プロトタイプの域を超えていません。

工場での機械学習アプリケーションを1つ取り上げて見てみましょう。現在のAGVは、カメラやレーダーといったセンサからの入力を受け取ります。プロセッサが実行するソフトウェアがデータを解析し、工場内をAGVが安全に動けるように電気モーターをどう制御するか判断します。倉庫のような限られた環境では、昔から使われているマシン・ビジョン・アルゴリズムでもうまくいくでしょう…

工場における革命的な変化の大半は、いくつかの画期的なイノベーションへと遡ることができます。18世紀中期の蒸気力の利用、あるいは20世紀初頭の組み立てライン生産モデルの開発など、あらゆるイノベーションが効率と生産性の大きな改善につながりました。

今は、産業用ロボット、インテリジェント・センサ、自動組み立てラインのイノベーションにより、工場経営の方法が根本的に変化している時代です。製品の製造プロセスはさらに自動化が進み、これまで人手で行ってきた作業の方法を機械が学習するようになっています。センサはそのような機械を継続的にモニターし、振動や温度などのパラメータを測定することで、機械が適切に動作し、過熱したりしないようにします。そして、これらのセンサは、組み立てライン内の全マシンを監督する中央のハブへと情報を送信します。そのような複雑なシステムのネットワークは、すべての運転が円滑に維持されるよう、相互に通信し合うことが不可欠です。

効率の良い通信に対するこのようなニーズにおいては…

産業デザインは急速に進歩し、ヒューマン・マシン・インターフェイス（HMI）、特に主な電化製品や建物のセキュリティ・システム向けの用途では、非常にスリムで高い信頼性を備えるようになっています。機械的なボタンやレバーの代わりに静電容量式タッチが使用されることが増え、TIのCapTIvate^TM静電容量式タッチ・センシング・マイコンは、ユーザー・エクスペリエンス革命の旗手と言えます。

新しい『MSP430FR2675』、『MSP430FR2676』デバイスは、静電容量式タッチを使用した設計をレベルアップするとともに、時間、コスト、基板面積を節約します。この2種類のデバイスをはじめとしたCapTIvateの利点を簡単にご説明します。

• 使いやすさ：設計開始に5分もかからないため、時間を節約し、充実したツールとリソースを通じて市場投入期間を短縮
• 汎用性：自由に設定可能な自己容量および相互容量式センサのほか…

超低消費電力のスマート・センシングおよび計測機器では、センシング・アナログ・フロント・エンド（AFE）、A/Dコンバータ（ADC）、マイクロコントローラ（MCU）を統合することがますます求められています。

このシリーズでは、いくつかのスマート・センシング・アプリケーションと、それらを実装するためのプラットフォームとしてTIのMSP430™マイコンの活用方法について説明します。今回は、血糖値測定器とパルス・オキシメータの2種類の医療機器を取り上げます。

 

血糖値測定器とは、血糖値を測定する小型のポータブル機器です。通常、皮膚に穿刺針を刺して採取した少量の血液を使い捨ての試験紙に乗せ、それを血糖値測定器が読み取って血糖値を算出します。血糖値測定器は、ミリグラム/デシリットルまたはミリモル/リットル単位で血糖値を表示します。

図1：血糖値測定器

電解試験紙には電極があり、そこにD/Aコンバータ（DAC）が正確なバイアス電圧を加えます…