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2011年9月19日月曜日

パラダイムシフト

パラダイムシフト

その人個人で意見も見方も少しづつ違ってくるとは思いますが、私の個人的な主観で、過去確かにこれは、パラダイムシフトだと思う出来事をここにに3つ上げげます。

1.マイクロプロセッサー

 私が大学4年の時私を指導してくれていた院生が、発売したばかりのPC-8001を購入しておられました。私もEX-80というマイコンボードを買ったのが、ちょうどその頃。学生時代の計算機の授業は、大型機ばかりでしたから、雑誌(その頃RAM:RandumAccessMagagine)とかでマイクロプロセッサーという単語を見たときは、世の中にこんなものがあるんだというものすごい衝撃が走ったのを覚えてます。
 計算機が1チップになってるというのを知ったとき、私の仕事は、これだというその時すでにもうそう決めていました。もともと計算機の仕事をしたいという希望を持っていたもので、大学も電子工学にしました。情報工学というのがその頃なんなのかわかっていなかったというのもあります。でも研究室はやっぱりその頃から計算機のほうは、人気がありました。私は、アミダくじで物性関係の研究室で太陽電池を作ってました。(今考えればこっちをやっとけばという気はしますが、、)
 マイコン雑誌で見る単語が、次から次に知らない単語ばかり、ROM、RAMって何?から始まりましたから、非常に新鮮な気分で興味を持てた記憶があります。計算機実習は、大型計算機で、私は、Πの計算を100桁計算とかをやってました。カードパンチャーで、その頃はFORTRANで作った記憶がありますが、穴を開けたカードを持っていきCPU時間は30分くらいでしたが、バッチ処理だったので、結果が出てくるまでに1晩かかりました。ででてきた結果が、コンパイルエラーとかなんとか、DEBUGするのにかなり計算機室まで通ったような気がします。でもΠの計算ができたときは、大喜びでした。今では、こんなのフリーのソフトで練習にもならないし、パソコンで一瞬で終わります。その頃は、そういう平和な時代でした。
 大型計算機は、計算機室というとってもきれいな部屋で大事にされていましたし、1台の値段って私は知らないですがすごい金額だったでしょうね。それが1チップって信じられない世界でした。これは、パラダイムシフトと言ってももいいはずで、数限りないマイクロプロセッサーが今までに設計され続けてるはずです。でもまだその頃は、大型機全盛の頃、メインフレームの仕事をしている人たちからマイコンはおもちゃだとずいぶん言われたものです。64Kbyte以上のメモリー空間がなんで必要なのと言っている人もいました。
 私の最初の仕事は、とは言いながら、ミニコンのソフトの仕事でした。でもやっぱりマイクロコンピュータのハードがやりたくって会社を移ったのはこの頃でした。1980年の初め頃私が社会に出て働き出した頃、ちょうどこの頃、ゆっくり、でも着実に、大きなパラダイムシフトが起きていたはずです。

2.FPGA

 初めて知ったのが、私がちょうどある会社の研究所で勤務している時です。研究所に勤務する前までは、TTLでデジタル回路それもCPU周辺回路を設計してました。Z80とかモトローラ6809、68000、私はTIのCPUをよくやってました。TI9900、9995、99000、DSPとかもその当時ありました。PLD、PALとか、少し出てくるようになってかなり実装面積が減らせたもので、言語設計ABELとかもその時初めてお目にかかりました。
 転職後、XILINXのFPGAを見たときは、何か気持ち悪いICがあるなと思ってました。PLDのお化けのような、1990年にXC4000が出たとの事で、私は、その前のXC3064を使ってました64000ゲートだったと。価格は、恐ろしく高かったです。それを4個?使ってリアルタイム画像処理用のトリプルポートDRAMコントローラをPC98のボードとして設計しました。
 Windowsはありましたが、まだ95が出る前の頃使い物にならないWIndowsで、Xilinxは、DOSのツールがありました。前もって設計した回路図を見ながら、CLBとその回りの配線を手作業で入力して作ったものです。回路図から自動でできるツールもありましたが、3日くらいかかっても出てこなくてそのわりには、あまり効率がよくないので、今で言うFPGAエディターです。これでないと入らないと言われ仕方なくこれを使ってました。
 問題が起きてもASICではないので、いつでも修正できたのが、強みでした。いつかは、きっとASICを蹴散らす日がくると信じてましたが、今はまさにそうです。時代は進歩してます。今は、VerilogとかVHDLとかの言語設計で、シュミレーションすると完全なまでにDEBUGできます。ゲートアレーの市場とTTLの市場を殆ど食いちぎってきてしまったようです。これもある意味パラダイムシフトのはずです。
 System-Cとかいう言語もあるようにいづれハードウェアもCで設計、世の中ソフト屋さんばかり?。アナログ回路ができる半田付けできるハード屋さんは今では貴重な存在ですかね。
参考URL

3.WWW

 時代はハードウェアでは儲からないという時代に入りました。世の中皆ソリューションとかなんとかで、ハードウェアを撤退、皆海外に出て行きました。日本の金型設計の技術ももうほとんど海外に出てしまったといいます。
 PCの製造とか電気製品の工場、その他何でも工場は、海外に出て行きそうな気配です。ネットワーク社会が到来して、プログラマーの数が全く足らないとその昔言われておりました。別タイトルのBlogでも書いたように、初めてWWWを 見た時もかなりな衝撃を覚えました。
 それを見た優秀な私の知っているソフトウェアエンジニアは、かなりな危機感を抱いていたようでした。「もうプログラムは必要ない」と。でも、結局はそんな事にはなりませんでしたが、この天才的な大発明が、世界に普及するまで、インターネットが普通に使われるまでは他のメディアに比べて、すばらしく早かったとどこかで読んだことがあります。混沌とした情報に溢れた世界にいます。これを善意に使うも悪意に満ちた使いかたをするのも自由です。でもこのCERNの素粒子研究者が、大きなパラダイムシフトのきっかけを作ったのだと私は思っています。

2011年9月15日木曜日

モジュール標準バス規格の変遷

あるお客様への提案として整理した資料の一部です。
競合他社さんに負け、注文は、いただけなかったのですが、結構時間を割いて力を入れて調べたdataなので、温存するのは、もったいなく、ここにもう少し肉付けして公開する事にいたしました。標準バス規格の変遷としては、過去いろいろな雑誌、書籍等でいくども紹介されてはいます。ざっとどんなものがあったかというごく初歩的な解説で、現状の動向を知る上のまとめとして何かのご参考になればと思います。詳細については、ぜひ巷に溢れる専門書やネット上の資料を参照してください。

大きく分類すると以下の3つ 
1.非同期バス規格
マルチバス、VME、VXI、ISA、(PC98)
.同期バス規格
PCI、コンパクトPCI、PCI-express
3.COMモジュール     

COM-expressETXexpress、Core-express


1.非同期バス規格 
マイクロコンピュータの黎明期、まだまだCPUのパフォーマンスが低く、マルチCPUをサポート。バスを電流でドライブしていた非同期バス、全てバスは、抵抗でターミネーション、244/245というTTLでドライブしてました。
<マルチバス> (インテルによって提唱されたX86向けの非同期バス)
私が、かつていた某鉄鋼メーカーも、大昔マルチバスボードを社内標準化、プロセスコントローラとして大量に導入していました。しかし、今は、もうこれを見る事もなくなっています。まだ使っているのでしょうか?もう無いでしょうね。 
VME> (モトローラ)
モトローラがVERSAバスをもとにEurocard 規格の信頼性の高いDINコネクタをベースにまとめた
68000CPUベースのバス。バックプレーンシステムとして歴史は古く、マルチバスとはちがって今でも、VME64として進化、使用しているところはあります。エッジコネクタでは、なく高信頼性のコネクタで勘合されますので、かなり重厚長大なシステムで長期に渡って使用されている。

2.同期バス規格
デジタル回路、時代は同期回路に変遷。  <PCI> (INTEL)  
ASICから直接のドライブを基本としドライバーICレスのバスとしてコスト的にもスペース的にも有利。PCIバス規格は、同期バス、更にP&Pの導入で、ISAバスに変りパソコンの拡張バスとして不動の地位を築きました。組み込み用としても、パソコンで開発された安価なソフト資産、ハード資産をそのまま流用できるというのが最大の武器。 

Compact-PCI> 
組み込み産業用分野で、ローコストのPCIデバイスを有効に使うための規格、バス接続は、VMEを同様のDINコネクタを用いて高品質を維持できる。これが、どれくらいの市場があったのか私はよくわかりません。 
PCI-express>
PCIバスをシリアル伝送化


3.COMモジュール
これは、正確には、バス規格ではないですが、近年の大規模ASIC化に伴い、CPU及び周辺チップセットに殆ど必要なIOデバイスがオンチップ化。バスはASIC内または、ASIC間接続となり、低消費電力、コンパクト化が進むと、1ボードでパソコン機能を搭載できるようになりました。高速な厳しい信号部分で比較的設計の難易度が高いところを1ボード化する事で、COMモジュールの登場となります。後は、比較的周波数の低いIOのキャリアボードをカスタム設計する事で少量多品種を実現します。  
PC/104 → PCI-104  → PCI/104-Express>  (90.17*95.89)
かなりな昔から存在する規格ですが、これも現在では、進化しているようです。
COM-express>  basic(125*95) extended(155*100) 
ここ4,5年前から出された規格で採用が増えてきている。もっと小さいフォームファクターを要求される場合は以下もある。
ETXexpress>
     Compact(95*95)   ultra(55*84) 
<Core-express>  
  (58*65)
<Q7>

「補足」
この他にも、産業用で用いられてきておりますバス規格は、たくさんあります。
詳細は、他のサイトで調査いただきますようお願いいたします。
参考URL
-> 標準バス規格
-> PICMG-japan

2011年9月9日金曜日

捨てる神あれば拾う神あり

さすがネット社会です。世の中探せばいろんな会社があるものです。
今回紹介するのは、Rochester Electronics 
半導体生産中止品、半導体製造中止品、半導体再生産および、IC在庫の電子部品取扱いメーカーで、話によるとそのメーカが使っていた半導体製造ラインをそのまま移管し、オリジナル品をオリジナルメーカーに代わって製造するようです。

本当にEOL(製造中止)の多い最近のエレクトロニクス業界での、神様のような存在です。
日本では、フジエレクトロニクスさんが代理店のようです。
つい最近インテルからEOLの通告があって困っていたチップセットの殆どが、ありました。
(855GMEもICH4もあります。)
我々がもう作れないとあきらめていたCom-express製品に、明るい希望の光が灯りました。
救世主です。(作れても買ってくれる人がいるかどうかは別ですが、、、)
こういうビジネスは、アイデアですね。目の付け所がいいです。
EOLで今まで何度泣いてきたでしょうか?
窮地に立ったところにビジネスチャンスがあるといいますが、本当にそうです。
少しくらい高くても買います。
やっぱりいかに安く売るかでは、もう日本では勝負できなく、
付加価値をつけてできるだけ高く買っていただけるビジネスをというのが希望ではあります。
お客様ごめんなさい。ですが、どれだけその製品にサービスを付けれるか、これですね。
高くてもいいもの(高付加価値、厚サービス)をこれからはご提供いたします。

ですので、私のBlogの最初の内容は少し修正させていただきます。
Com-expressボードご希望であればですが、作れます。御提供可能です。

一度ここを訪れてあなたが困っておられるEOL電子部品を検索してみてください。
あるかもしれませんよ。

NeverGiveUpです。

2011年9月8日木曜日

スマートグリッドへの提案

かつてインターネットが普及する時にWWWがパラダイムシフトを加速させたのと同様にスマートグリッドの普及でも、何か画期的な仕組みが、導入を加速する可能性は大です。コンピュータがまだネットに接続されずに動作していたその昔から、ネットワーク社会が到来すると、ずいぶん言われてました。いろんなリサーチ会社が、その市場規模が莫大なものだと予測をしていました。

でも誰が、WWWを予測したでしょうか?
この画期的なWebの仕組みを発明したのが、CERNの若き天才素粒子研究者でした。

ネットワークの発展は、革命的な文明の進歩であるとともに、ある種の業界の人たちにとっては、脅威であったはずです。特にマスメディア関連、放送業界の人たち、なぜなら通信が放送を兼ねてしまうからです。(確かに最近TVが面白くないです)誰でもが、検閲を受けることなく情報発信できてしまい、自由に検索して情報を得ることができます。地球上で生活する人類が、時間的空間的な隔たりを越えて光速で情報を交換できる仕組みを持ってしまった瞬間でもあります。当初、この提案に、全くだれも反応しなかったので、発明者は自分でWWWを作ってしまったといいます。逆にWWWの大発明がなかったらこのパラダイムシフトは、こんなに急速に起こっていたでしょうか。WWWがなかったとしたら、プログラマーはもっと忙しかったはずですし、こんなにPCが売れもしなかったでしょう。ITバブルもなかったのでは、ないでしょうか?

スマートグリッドは、電力のインターネットと言われてます。

誰でもが情報を発信できるのと同じように誰でもがエネルギーを供給できます。
(私の家もようやく今年太陽発電を屋根に設置して電力会社に電気を売っております。)
これは、電力会社や一部のエネルギー資本にとっては、ある種の脅威でしょう。いろいろ言われてますが、やがてこのパラダイムシフトもゆっくりと着実に訪れる事になります。インフラの整備は言うまでもなく必要ですが、その仕組みを構築する必要があります。

デジタルグリッドの提案がこのサイトにありました。  
エネルギーパケットがやり取りされるのはそう遠い未来ではなさそうです。
Power over Ethernet(PoE)というのがあります。
Energy Harvestingとやらで最近では、電波を電気に変える技術もできております。
という事は、今後、Power over WiFiが出てきてもおかしくは無いです。
(うん?これ、検索するとヒットします。もう既にあります。)
携帯電話は、その電波で電力を供給されるようになるはずです。
IEEE 802.3atでは、1ポートから最大34.20Wを給電し、25.50Wを受電できるようです。
家庭内の機器は、全てIPアドレスを持ち、これに(もしくはPLCでもいいですが)、接続してWebに接続し、電力計測機能をつければいいのでは、後は、インターネット経由の電力ルーターで外部の電力をやり取りすればOKです。これが最近の私の提案です。
各家庭から発電される電力Webサーバーで電力の供給が可能となります。
如何なものでしょうか?

<追加調査>
銅線は電力供給できますが、光ファイバーでも電力供給の可能性があるようです。
関連資料

第4の産業革命をぜひ日本から立ち上げたいものです。

2011年9月5日月曜日

Com-expressキャリアボードにFPGAを搭載するメリット

FPGAの価格が、このところかなり安くなってきております。数年前までは、ASICでないと実現できなかったような回路規模を実装でき、しかも現実的な価格で提供できるようになっております。我々は、Com-expressのボードを開発しましたが、各アプリに対応するキャリアボードもその都度お客様の要求仕様に基づき開発してきております。そのキャリアボードにFPGAを搭載する事で以下のメリットがあると考ておりまして、提案させていただいております。

1.ハードウェアの適応範囲の拡大
--->複数ターゲットに適合するH/Wを構築可能
2.COMボードの選択範囲の拡大
--->相性問題を解決(BIOS、レガシー)
3.ICのEOLに対応可能
4.開発効率のUP 既存IP等有効活用
5.H/W化  -> 低消費電力化 エコ

<1.ハードウェアの適応範囲の拡大>
ある程度FPGAで、いくつかの最終アプリケーションに対応できるように設計最初から考慮しておきますとIFボードの種類を増やすことなく小さなスペースでFPGAのリコンフィギュレーションでハードウェアのバリエーションを増やせます。

<2.COMボードの選択範囲の拡大>
キャリアにFPGA搭載し、レガシIOもFPGAに組み入れる事で、レガシIOを組み合わせるCOMボードのBIOSがサポートするDEVICEに再定義できるので、BIOSのカスタマイズは不必要になる。キャリアとの相性問題もなくなる。 世に存在する標準のCom-expressボードを採用することができ、最悪インテルのCPU及びチップセット周辺がEOLになっても、代替をCom-express ボードから探す事ができる。

<3.ICのEOLに対応可能>
今まで古いプロセスのICは、次々とEOLになり、産業用ボードをそのたびに再設計する必要がありました。FPGAを採用する事で、既に入手の困難なDEVICEをEOLの心配無く構築する事が可能です。

<4.実績のあるIPの活用で開発効率のUP>
最近では、各社から既に効率のよい優れたIPが開発されており、FPGAでこれを有効活用する事で効率のよい開発が高品質で行えます。弊社で開発済のIPは既に実績があり、これを活用可能です。

<5.H/W化>
従来、ソフトウェアで実行していた重たい処理部分をFPGA上にハードウェア化する事で、メインCPUに負担をかける事なく高速にターゲットアプリアプリケーションを実行できます。ユーザーインターフェイスは従来のX86系Windowsで、重い部分をFPGAにする事で低消費電力CPUが使用でき、かつH/W(FPGA)化する事で低消費電力化が可能。コンパクトでエコなシステムが効率よく開発できます。

以下のボードが開発の1例です。

参考URL (FPGA搭載のCOMexpressキャリアボードなら)