開発ボード/ツールは、Mbed OSのエコシステムの進歩を成熟させています

Mbed OSはCPUコアに加えて最も重要な戦略的製品であり、近年ではハードウェア、ソフトウェア、および開発ツールが導入されており、今後のセキュリティ開発にとって重要です。

最初のチップ設計業界とアーム社(ARM)と同じ、チップの販売からの研究から、しかしため、回路の純粋なデザインに目を向けることを余儀なく財政難の期待収益モデルを承認した。1994年後の様々なプロセッサコア回路に発売ARM、 ARM7TDMI(ARM7 + 16ビットThumb + JTAGデバッグ+高速なマルチプライヤ+強化ICE)プロセッサコアを立ち上げ、このコアは、人気に始めたので、ARM社とその製品ビジネスの評判は徐々に開いています。

ARM9、ARM10後に打ち上げARMは、AMR11コアは、オリジナルのARM7も選択する顧客のためのバージョンの様々な由来、ARM9 / 10月11日には違いはありません。しかし、時間と技術で、解像度のARMコアの新シリーズを開発し、徐々に解消します古いライセンスのコアに加えインチ

2008年にARMの皮質は、アームの三文字A、R、M.アプリケーションプロセスにおける焦点の一連のと全くのCortex-A、のCortex-R、のCortex-M、3つのシリーズを含む、コアの新シリーズの名称で提示しますデバイス(アプリケーションプロセッサ、AP)市場、Mシリーズのマイクロコントローラは、(マイクロコントローラユニット、MCU)市場、Rシリーズはまた、マイクロコントローラ市場を見て、そのような産業用制御機器などのリアルタイム制御アプリケーションをより重視、車両ましたエレクトロニクス。

Cortex-A / R / Mが提案した後、ARMは、過去のARM7 / 9/10/11シリーズは、古典、古典(クラシック)シリーズと呼ばれる承認を提供し続け、徐々に光を入れている中で、努力を追求することになる新しい技術への移行、新しいですCortexのアーキテクチャ

CMSISはソフトウェア標準を統一しようとする

皮質新シリーズに提案して後、ARMはまた、過去の問題のいくつかを解決しようとしている、多くのチップ業界は、ARMコアをライセンス供与達成し過ぎて、ARMチップのリビジョンで回路を更新する方法をチップ業界で言う、そしてより多くの、しかし、チップのソフトウェアプログラムの開発を求めていません。

しかし、チップ会社が独立しているため、異なるチップ会社が同じARMコアを採用しても周辺回路を操作する方法が異なり、プログラムの開発と書き込みも異なり、チップメーカの前後のチップメーカーとの互換性、交換性も異なります。セックスが低く、プログラムを書いて、共通に追従できず、ソフトウェア開発の無駄な重複が生じ、これは完全なARMのARMコアソフトウェアの連続した生態系を開発することは困難になります。

ARMはCMSIS(Cortexマイクロコントローラ・ソフトウェア・インタフェース規格)標準(1)、チップのコアのCortex-Mシリーズを採用チップメーカのための共通の基準を提供しようとしている各ソフトウェアの開発標準ゾーイこのように提案している、高いがありますGM、継続。

図1 CMSISソフトウェア・スタック・アーキテクチャ図

理由ロックのCortex-Mシリーズは、古典的なシリーズは、それが為替に困難であり、開発のマイクロコントローラ・ソフトウェアの重複を減少させることが望ましい、このコアチップ事業は、マイクロコントローラとして配置されている時間のほとんどは、CMSISが提唱し、最も売れている人気のコアARM7TDMIです他の問題を継続して使用することが難しいです。

用としてのCortex-シリーズはARM7TDMIないものよりも、そのようなのCortex-Mマイコン、ARMなどのソフトウェア開発の問題は、実際には2009年に作られ、より豊富な比較的新しい開発、負担が少なく、かつ強力なコンピューティングパワーとハードウェア資源をありますMBED後、リナロ、Lianroは累積、2010年に独自の方法を開発の重複を減らすよう意図され、共通のフォロー標準を持っているために使用される一般的なARMアーキテクチャのLinuxソフトウェアエコシステム、LinuxソフトウェアのCortex-シリーズを提案し、構築しようと提案しています連続ソフトウェア技術資産を完了します。

アンドロイド(Linuxのルート)業界リナロの実施の重要性の強い開発と普及が減少しているのでしかし、エコフォローの主にソフトウェアのCortex-シリーズは、すでにAndroidのです。

CMSIS分析枠組み

CMSISは、厳密に特定のコンテンツが、最も基本的な部分の中などCMSIS-CORE、CMSISドライバ、CMSIS-RTOSなどのソフトウェアコンポーネントの数は、アクセス文字を定義CMSIS-CORE、ある含み、前記パンの唯一のフレームワークで話しますあなたがなど他のすべてのソフトウェアのCortex-Mコア回路、コア周辺回路やその他の周辺回路を制御したい場合スタイルは、周囲と定義を中断し、CMSIS - コアを通過する必要があります。

CMSIS-CORE以外の2つの重要な点は、CMSIS-Driver、CMSIS-RTOSであり、両方ともアプリケーションコール(コール、反対側で呼び出される)で使用できるアプリケーションプログラムインターフェイスで、前者は一貫したハードウェア駆動の制御メソッドを提供します。後者は、アプリケーションとリアルタイムオペレーティングシステム間の一貫した対話型呼び出しメソッドを提供します。

CMSISドライバは、チップハードウェア抽象化層(ハードウェアアブストラクションレイヤ、HAL)によって、ならびにサードパーティ事業者(第三者)ミドルウェア(反対側ミドルウェア前記ミドルウェア)を介して再定義することができる使用するために呼び出す、CMSIS-RTOSも唯一の基準の定義で、リアルタイム・オペレーティング・システム、実際に弾力的に実施し利用できるARMの公式のための交換もCMSIS-と一直線に限り、提供するために、サードパーティのオペレータに置き換えることができます(リアルタイム・オペレーティングシステム、RTOSは、他の側は、リアルタイムオペレーティングシステムが言いました) ARM Keil社の買収が行われた後、RTOSの仕様では、スムーズに、RTX。ARMの公式を呼びかけ変更することができます。

。またはデジタル信号処理およびコンピューティングの需要のためのCMSIS-SVD(システム・ビュー説明)、CMSIS-DAP(デバッグアクセスポート)をデバッグするための需要がCMSIS-DSP(デジタル信号処理を提唱しながら、採用するために、必要に応じて他のソフトウェアのほとんどは)、ニューラルネットワークコンピューティングのニーズに合わせてCMSIS-NN(ニューラルネットワーク)を提案した。

Mbedはソフトウェア開発をさらに簡素化

ARMがCMSISを提案した後、ソフトウェア仕様を提唱する目標に達しているが、CMSISのアーキテクチャ設計は依然として専門のソフトウェアプログラマの開発に集中している。そのため、マイクロコントローラのソフトウェア開発者数の増加、年齢の減少、さらにはMakerの増加につながりました。そこで、ARMはCMSIS規格に基づいたパッケージングの簡略化プロジェクトを実施しました。 mbedソフトウェア標準を発表。

これまでは、マイコンのソフトウェアエンジニアが独自に開発環境ソフトウェアをインストールする必要がありましたが、mbedはWebベースの開発環境に変更されました(図2)。無料のアカウントパスワードを申請し、Webページからログインしてください。プログラム開発(クラウド内のコンパイラ、ARMCC C / C ++コンパイラ)

図2 mbed統合開発環境(IDE)をダウンロードしてインストールする必要はありません。

プログラムが書き込まれ、コンパイルされた後、層メニューオプションを介して開発ボードにプログラムをアップロードする必要はありません。開発ボードはUSBポートを介してPCに接続され、PC側の差し込みポートと見なされます。 USBフラッシュドライブは、コンパイルされたファイルがフラッシュドライブにドラッグアンドドロップされる限り、簡単で直感的なアップロード操作が完了します。

Mbed開発コースの変更

1.0、2.0は、物事(モノのインターネット、IOT)新市場の概念の取り組みは、ARMにも積極的に市場機会を模索しているインテル、TSMCや他のグローバル半導体企業として、2014年2013年に、後に開発された後、2009 MBEDは、前方に置きます技術のレイアウトを展開します。フィンランドのプロトコルソフトウェア業界Sensinodeオイ、2014 SSLのインディアン取得の例2013取得のために、TLSプロトコルソフトウェア業界のPolarSSL、イスラエルのハードウェア暗号化回路設計の2015インディアン取得さんさセキュリティ、ソフトウェア業界Wicentricの種類と買収のBluetoothの契約、物語暗号化ソフトウェアプロバイダのインターネットの買収Offspark et al。

開いた2013年の半導体業界の合併の波では、自身ソフトバンク(ソフトバンク)の合併をARM、多くのオブザーバーは、ARMの理由をソフトバンクの買収について話?それは5Gなど車両ネットワーキング(V2X)、が、物事はで主にある可能性が高いに見えます議論の中で。

取得ARM多くのネットワーク技術の業界後、取得したソフトウェアは、例えば、取得PolarSSLはMBED TLSの名前を変更し、に移植MBED、及び技術はMBED可視領域を拡大するためにOSをMBEDセンサノード端末に分割され、ゲートウェイの終わりまた、2.0から3.0へMBEDバージョンを進めながらMBEDデバイスサーバ、他にも情報セキュリティ技術MBEDμVisor装置側(図3)を前方に取ります。

図シンプルから3 MBEDマイクロ端子端部に、より近いOS MBED物事センサノードの、すなわち、元のマイクロコントローラアプリケーション、一端は、MBED物事ゲートウェイの他方の端部でありますデバイスサーバー。

Mbedルート回帰

MBEDは多くのインターネット関連技術を導入しているので、元の2.0バージョンに完全に従うことはできません。新しい3.0バージョンは独立開発の一環であるフォークになりましたが、この開発は過去のmbed開発者の発展をももたらしました。それで、2016年にARMはmbedバージョン5.0を提案して、過去の違いの開発を統一しようとしていましたが、mbed 5.0がリリースされた後、バージョン番号は明らかに4.0をスキップしました。 2 + 3 = 5である。

mbed 5.0は元の2.0を継承していますが、過去2.0年のライブラリはほとんどの場合互換性がありますが、3.0のバージョンではありません。過去のバージョン3.0のインターネット機能はバージョン5.0のバージョン3.0で再解釈されました。全体的な開発の短期的な移行と見なされる主なラインは、2.0から5.0の進化にあります(図4)。

図4ルートマップのmbedバージョン

また、ARMは、クラウドに接続されたmbedデバイスの技術的ソリューションとして、mbed Clientとmbed Device Connectorを2015年に提案していました。 ARMは、mbed Clientとmbed Device Connectorの代わりにmbed Cloudを立ち上げ、新しいクラウドサポート技術となりました。2017年には、現場でのセンシング、mbed edgeの提案、およびThings Gatewayのインターネットの強化技術も強化されました。ノード管理機能

mbedに基づいてマイクロ:ビットは急騰している

MBEDは、ソフトウェア開発モデルを開発、環境のパスに向けた人々の近くにあったが、さらに風学童を吹いていないだけで民間人の開発、吹く風を、制御するためのものである、教育者がイニシアチブを/スチーム(科学、技術、エンジニアリング、アート、および数学)STEM始めた学習なので、このようArduinoの領域として画像のモジュラー開発環境が表示されるボックスは、あるS4A(Arduinoのためのスクラッチ)、GoogleはまたようにBlocklyを作って、持っています。

だから、技術ベースのマイクロとして知られているMBEDの開発と事業者があります。ビット学童教育システムの回路基板(図5)マイクロ:.ビットは、同じWebベースのMBEDの開発環境を使用するには、PC側で任意のソフトウェアをインストールする必要はありません、することができますC / C ++が英数字の開発、およびビルディングブロックボックススタイルのパッチワークの開発になるための文章のスタイルから開発が、開発モードアップローダの方法はまた、12歳11に設定された目標ビットの同じマイクロ:.実装をMBED子ども(図6)。

図5マイクロ:ビットシステム回路基板図、マイクロ:mbedに由来するビットソフトウェア環境技術。

図6マイクロ:ビットWebページのグラフィカルブロックブロックプログラム開発。

多くの政府はすでに多くのMicro:bit回路基板を購入し、英国、シンガポール、マレーシアなどの学校に寄付しており、20カ国以上に宣伝しており、Microsoft、ARMなどのテクノロジー企業からも支持を受けています。 。

よりマッチングされた開発ツールにより、mbedの使いやすさが向上

以前は、言及した開発環境やツールのWeb版を使用してちょうどYaozhang秘密の記号をMBEDが、唯一のプログラム開発環境のウェブ版を使用することができますMBEDに限定されない例MBEDコンパイラはまた、PC側を提供するために、多くのMBED開発ツールがあります例えばMBED CLI(コマンドラインインターフェース)従来の動作では、コマンドラインインタフェース、グリーンティMBEDた試験プログラム(テストの自動化のための一般的な回帰環境、緑茶略す);デバッグデバッグ態様にライブラリがMBED pyOCD、除きますファームウェアと間違っMBED DAPLink。

あるいはまた、μVisionに、IARのワークベンチ、オープンソースコードのGCC(GNUコンパイラコレクション)メイク手順の(ARM買収により、2005年)などKeil社の会社として、プロのプログラム開発ツール、することができ、コントロールのコードの分散バージョンシステム(分散型バージョン管理システム、DVCS)に、また、gitのをサポートし、GitHubには、水銀、gitLabは、MBEDはまたように、独自のmbed.org/codeを持っています。

mbedエコシステムはますます健康になっています

より深く広いレイアウト、MBED生態系より堅牢なアップグレードを行った後、20万人以上のウェブサイト上で登録された開発者アカウントを開設した、200万以上のユニークなソーシャルウェブブラウザの累積数は、10の以上のチップメーカーがあります、20以上のカード供給者は、合計の130以上がMBED開発ボードシステムを立ち上げ、周辺支持体の多くの部分があり、30種類、通信手段の61種類、ディスプレイ92の種類、拡張カードの59種類、27を含むアクチュエータ物事のモジュールの種類のセンサ187種類、ロボットモジュールの17種類のストレージ・デバイスの15種類、および、そのようなツイッター(ツイッター)、IFTTT(そして、これ、もし)などのオンラインサポートサービスのさえ8種類(図7 )。

図7は、mbedシステム開発ボードが130以上に達したことをサポートしています。

追いつきのコンセプトは、追随者/競合相手につながる

結合親和性、メイカーズムーブメント文化のMBED開発は、このような市場などのさまざまな要素の後に、物事の考え方は、トレンドは、組み込みオペレーティングシステムを支配するようだが、MBED実際にはまだ、その最も近い競合製品の標準を持っている唯一の選択肢ではありません。

まず、プロの開発と2005年から8元のAVRマイクロコントローラベースのアーキテクチャに基づいているが、近年では、このような2014年発売のArduinoゼロの開発ボードとして、アップグレードおよび開発をしようとする変更に使用されるチップを始めたアルドゥイーノ、アルドゥイーノを開始しました鉱山のCortex-M0 +コア、または、マスターチップ開発ボードマイニングのCortex-M3コアをArduinoのためボードを押し込みます。

第二に、組み込みプロセッサ後の2013年に、Advanced Micro Devicesの導入、Intelのx86アーキテクチャ小さいクォーク(クォーク)は、Intelのウインドリバーのリアルタイムオペレーティングシステムは、また、2015年11月、2016年2月にロケットネットワーキングアプリケーションのために提案されていますLinuxの開発財団に転送し、ゼファー(風)と改名、およびIntel、NXP、北欧や他のチップ・プロバイダーでサポートされています。

第三に、提案LiteOS Huawei社は、10キロバイトのRAMメモリを主張することは実行することができ、そして誇り法(ST)、アトメル(Atmel社)、NXP(NXP)、シリコン(シリコン・ラボラトリーズ)および他の欧州半導体メーカーのサポートされていますこうした北京趙毅革新、上海スマートマイクロエレクトロニクスだけでなく、HuaweiのHiSiliconとしてコンチネンタルチップメーカーは、もサポートされています。

第4に、Amazonは創業ソフトウェアエンジニアとしてFreeRTOSを雇い、次にAmazonの全体的なEdge Computing技術戦略の一環として、Amazon FreeRTOSの独自のバージョンを立ち上げました。

4上記MBED OSは、潜在的な競争力のある標準的なハードウェアリソース要件は、主にも、16キロバイト〜64キロバイトのRAMメモリを動作させることができるよりも多くの同じ大きさのオーダーされている。そのようなGoogleやOpenWrtのようなその他の主要な組み込みオペレーティングシステムは、提案についてAndroidのものは、8MB〜64MBのクラスでも、mbedと同じレベルには属していません。高低の補完関係は、重複する競合以上のものです。

MBEDと競合する3つのソフトウェア標準では、Arduinoの開発はスムーズではありません.8ビットAVRアーキテクチャで実装された元のソフトウェアが32ビットCortex-Mアーキテクチャに移植された後、まだ多くのバグがありました。さらに、ほとんどのメーカーは依然として元の8ビットシステムを好んでおり、32ビットシステムを使用するシステムはわずかです。

ゼファーは、ゼファーは失う彼らの最大のサポートはチップをエコークォーク・プロセッサの開発に関連し、2017年に停止して埋め込まれたインテルAtom以来、大幅に新たにサポートしたり、新しい方向であることを、勢いを削減しました。

したがって、アマゾンFreeRTOSのための主要な競争相手MBED推定値は、元ファーストAmazonはFreeRTOSをサポートしていない、FreeRTOSはすでに開発の10年以上を使用し、第二は、公式のAmazonクラウドサービス(Amazon Webサービス、AWS)が含まれ、祝福の巨大なアマゾンを得ることですアマゾン公式サポートとサポートハードウェア製品(火シリーズ、ダッシュシリーズ)。Amazonは、両方の世界最大規模のパブリッククラウド(パブリッククラウド)の演算子ですが、また、アマゾンのハードウェア製品に小さな利益に注意を払う、と開いているかのライセンス技術をけちけちしていない、などアレクサなど音声認識技術が広く非公式Amazonのハードウェア製品に適用され、これは前方すべてアマゾンFreeRTOSを取るのに役立ちます。

しかし、アマゾンFreeRTOSはまだ親和性の開発を強化する必要があり、開発ボードの公式な認識のためのアマゾン2017年11月に発表されたサポートはわずか4ですが、以前にMBEDが130に達している説明するので、MBEDは、まだいくつかの利点があります。

MBED加えてもembOS、μC/ OS-IIに所属するなど、軽量などの他の組み込みオペレーティングシステムと競合する場合があり、いくつかの国際的な技術のメーカーでサポートされているCF FreeRTOSモード、あれば、これらのオペレーティングシステムは、すでに、いくつかの時間のために存在します開発はすぐに変更。または組み込みオペレーティングシステムプロジェクトネットワーキングの新しい概念の台頭に他の応答、アイルランドの会社マングースOSによって提案されているように、または長年のですが、物事には、コンチキなどの組み込みオペレーティングシステムのフォーカスを向けるようになったことがあります。

最後に、MBED開発が期待通りリナロのAndroidの本来の意図が演技されているように、フォローアップは、ないかもしれませんが、ARM独自のオリジナル回路は、ライセンス事業の損失を弱体化していないが、そのソフトウェアのエコシステムは、Intel有数のx86のように、他の人によって支配さそうであってもこのチップは、x86ソフトウェアエコシステムを支配するのではなく、Linuxコミュニティが率いるMicrosoftも支配している。

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