Last Update 2024/08/01
組込みシステムの重要性が広く認識されている昨今，組込みシステム技術者育成への取り組みが活発であるにも関わらず，組込みシステム技術に関する標準的な教科書シリーズがなく，初学者にとって学ぶべき指針がない現状に対し，組込みシステム技術に関する基礎的な技術を網羅した教科書の全集を発刊します．
本書はその第1巻として，組込みシステム開発の現状，デジカメや自動改札機を題材とした組込みシステムの実例，組込みシステムならではの設計・開発手順，組込みシステムのハードウェア技術/ソフトウェア技術などについて，体系立ててていねいに解説します．
本書はその第1巻として，組込みシステム開発の現状，デジカメや自動改札機を題材とした組込みシステムの実例，組込みシステムならではの設計・開発手順，組込みシステムのハードウェア技術/ソフトウェア技術などについて，体系立ててていねいに解説します．
目次
組込みシステム基礎技術全集の編集にあたって
まえがき
第1章 総論
1.1 組込みシステムとは
1.2 組込みシステム技術
1.3 組込みシステムの現状
1.3.1 統計情報から見る組込みシステム
1.3.2 事業カテゴリ/工数の比率/コード行数
1.3.3 ターゲットプロセッサとプログラミング言語
1.3.4 ターゲットOS
第2章 組込みシステムの事例
2.1 ディジタルカメラ
2.1.1 画質重視の撮像素子を採用
2.1.2 2個のDSPと1個のFPGAで画像を作り出す
2.1.3 テストを重ねながらデータ通信仕様を決定
2.2 ICカード対応自動改札システム
2.2.1 駅全体の機能は三つのシステムから構成されている
2.2.2 機械制御主体の磁気券とデータ処理のICカード
2.2.3 リアルタイムOSにVxWorksを採用
Column 2.A インタビュー：デジカメの開発エンジニアに必要なスキルは何か
Column 2.B インタビュー：自動改札機は単独で動作し，かつ動作を止めてはならない
第3章 システム開発の全貌
3.1 さまざまな組込みシステムと開発工程
3.2 組込みシステムのためのシステムエンジリアリングプロセス
3.2.1 システム要求分析
3.2.2 システムアーキテクチャ設計
3.3 組込みシステムのためのハードウェア設計
3.3.1 ハードウェア実装方式
3.3.2 SoCの実装スタイル
3.3.3 SoCの設計フロー
3.3.4 SoCの検証とテスト
3.3.5 組込みシステムのハードウェア設計の今後
3.4 組込みシステムのためのソフトウェア設計
3.4.1 ソフトウェアプロセス
3.4.2 要求分析と設計の技術
3.4.3 実装と再利用の技術
3.4.4 検証の技術
3.4.5 保守の技術
Column 3.A システムエンジニアリングプロセス
Column 3.B 組込みシステムのコスト
Column 3.C IP
Column 3.D テスト容易化設計
Column 3.E VerificationとValidation
第4章 ハードウェア要素技術
4.1 SoCアーキテクチャ
4.2 プロセッサ
4.3 FPU
4.4 メモリアーキテクチャ
4.5 割り込みと例外
4.6 オンチップデバッグ機能
4.7 応用指向プロセッサ
4.8 マルチコア
4.9 インターコネクト
4.10 ネットワークオンチップ
4.11 SoCの低消費電力化
4.12 セキュリティ機能
4.13 リコンフィギャラブルコンピューティング
4.14 ハードウェア/ソフトウェアの協調設計(コデザイン)
4.15 高位合成
Column 4.A バス
第5章 組込みソフトウェア要素技術
5.1 統合開発環境(IDE)
5.2 プログラミング言語
5.3 言語処理系
5.4 デバッグツール
5.5 シミュレータ
5.6 プラットフォーム標準化の意義
5.7 オペレーティングシステム(OS)
5.8 デバイスドライバ
5.9 ミドルウェア
5.10 スケジューリング
5.11 耐故障性
5.12 保護機能
5.13 セキュリティ
5.14 制御ネットワーク
5.15 組込みインターネット
5.16 分散フレームワーク
5.17 センサネットワーク
5.18 ホームネットワーク
5.19 動的アップデート
第6章 ソフトウェア開発技術
6.1 ソフトウェアプロセス
6.2 開発方法論とCASEツール
6.3 モデルと抽象化
6.4 構造化手法
6.5 オブジェクト指向開発手法
6.6 アスペクト指向
6.7 ソフトウェアアーキテクチャ
6.8 プロダクトライン開発
6.9 モデル駆動アーキテクチャ(MDA)
6.10 コーディングルール
6.11 リファクタリング
6.12 コンポーネントとパターン
6.13 ソフトウェアの品質とディペンダビリティ
6.14 静的検証技術
6.15 動的検証技術
6.16 ソフトウェア保守と変更管理
6.17 構成管理
Column 6.A CASEは古いか？
第7章 グランドチャレンジ
7.1 動的なシステム監視と再構成
7.2 アプリケーションに対する要求
7.3 OSのAPIと非機能的要求との関係
7.4 リコンフィギャラブルシステム
7.5 ハードウェアとソフトウェアの協調設計―ソフト，ハード，OS，デバドラ，ミドルウェア……
7.6 メカまで含めたシステムレベル設計
7.7 真のハードウェアとソフトウェアの協調設計
7.8 真の「Write Once, Run Everywhere」
7.9 メニーコア―高IQ組込みシステムに向かって
7.10 センサ型の超小型インターネット端末
7.11 非機能要求
INDEX
第1巻 編著者・執筆者一覧
編著者 戸川 望 (早稲田大学)
著者 戸川 望 (早稲田大学, 第1章, 第2章, 第3章，第4章, 第7章)
(執筆順) 枝廣 正人 (日本電気(株), 第4章, 第7章)
清水 徹 ((株)ルネサス テクノロジ, 第4章, 第7章)
高田 広章 (名古屋大学, 第5章, 第7章)
中島 達夫 (早稲田大学, 第5章, 第7章)
沢田 篤史 (南山大学, 第3章, 第6章, 第7章)
平山 雅之 (IPA/(株)東芝, 第6章, 第7章)
組込みシステム基礎技術全集の編集にあたって
まえがき
第1章 総論
1.1 組込みシステムとは
1.2 組込みシステム技術
1.3 組込みシステムの現状
1.3.1 統計情報から見る組込みシステム
1.3.2 事業カテゴリ/工数の比率/コード行数
1.3.3 ターゲットプロセッサとプログラミング言語
1.3.4 ターゲットOS
第2章 組込みシステムの事例
2.1 ディジタルカメラ
2.1.1 画質重視の撮像素子を採用
2.1.2 2個のDSPと1個のFPGAで画像を作り出す
2.1.3 テストを重ねながらデータ通信仕様を決定
2.2 ICカード対応自動改札システム
2.2.1 駅全体の機能は三つのシステムから構成されている
2.2.2 機械制御主体の磁気券とデータ処理のICカード
2.2.3 リアルタイムOSにVxWorksを採用
Column 2.A インタビュー：デジカメの開発エンジニアに必要なスキルは何か
Column 2.B インタビュー：自動改札機は単独で動作し，かつ動作を止めてはならない
第3章 システム開発の全貌
3.1 さまざまな組込みシステムと開発工程
3.2 組込みシステムのためのシステムエンジリアリングプロセス
3.2.1 システム要求分析
3.2.2 システムアーキテクチャ設計
3.3 組込みシステムのためのハードウェア設計
3.3.1 ハードウェア実装方式
3.3.2 SoCの実装スタイル
3.3.3 SoCの設計フロー
3.3.4 SoCの検証とテスト
3.3.5 組込みシステムのハードウェア設計の今後
3.4 組込みシステムのためのソフトウェア設計
3.4.1 ソフトウェアプロセス
3.4.2 要求分析と設計の技術
3.4.3 実装と再利用の技術
3.4.4 検証の技術
3.4.5 保守の技術
Column 3.A システムエンジニアリングプロセス
Column 3.B 組込みシステムのコスト
Column 3.C IP
Column 3.D テスト容易化設計
Column 3.E VerificationとValidation
第4章 ハードウェア要素技術
4.1 SoCアーキテクチャ
4.2 プロセッサ
4.3 FPU
4.4 メモリアーキテクチャ
4.5 割り込みと例外
4.6 オンチップデバッグ機能
4.7 応用指向プロセッサ
4.8 マルチコア
4.9 インターコネクト
4.10 ネットワークオンチップ
4.11 SoCの低消費電力化
4.12 セキュリティ機能
4.13 リコンフィギャラブルコンピューティング
4.14 ハードウェア/ソフトウェアの協調設計(コデザイン)
4.15 高位合成
Column 4.A バス
第5章 組込みソフトウェア要素技術
5.1 統合開発環境(IDE)
5.2 プログラミング言語
5.3 言語処理系
5.4 デバッグツール
5.5 シミュレータ
5.6 プラットフォーム標準化の意義
5.7 オペレーティングシステム(OS)
5.8 デバイスドライバ
5.9 ミドルウェア
5.10 スケジューリング
5.11 耐故障性
5.12 保護機能
5.13 セキュリティ
5.14 制御ネットワーク
5.15 組込みインターネット
5.16 分散フレームワーク
5.17 センサネットワーク
5.18 ホームネットワーク
5.19 動的アップデート
第6章 ソフトウェア開発技術
6.1 ソフトウェアプロセス
6.2 開発方法論とCASEツール
6.3 モデルと抽象化
6.4 構造化手法
6.5 オブジェクト指向開発手法
6.6 アスペクト指向
6.7 ソフトウェアアーキテクチャ
6.8 プロダクトライン開発
6.9 モデル駆動アーキテクチャ(MDA)
6.10 コーディングルール
6.11 リファクタリング
6.12 コンポーネントとパターン
6.13 ソフトウェアの品質とディペンダビリティ
6.14 静的検証技術
6.15 動的検証技術
6.16 ソフトウェア保守と変更管理
6.17 構成管理
Column 6.A CASEは古いか？
第7章 グランドチャレンジ
7.1 動的なシステム監視と再構成
7.2 アプリケーションに対する要求
7.3 OSのAPIと非機能的要求との関係
7.4 リコンフィギャラブルシステム
7.5 ハードウェアとソフトウェアの協調設計―ソフト，ハード，OS，デバドラ，ミドルウェア……
7.6 メカまで含めたシステムレベル設計
7.7 真のハードウェアとソフトウェアの協調設計
7.8 真の「Write Once, Run Everywhere」
7.9 メニーコア―高IQ組込みシステムに向かって
7.10 センサ型の超小型インターネット端末
7.11 非機能要求
INDEX
第1巻 編著者・執筆者一覧
編著者 戸川 望 (早稲田大学)
著者 戸川 望 (早稲田大学, 第1章, 第2章, 第3章，第4章, 第7章)
(執筆順) 枝廣 正人 (日本電気(株), 第4章, 第7章)
清水 徹 ((株)ルネサス テクノロジ, 第4章, 第7章)
高田 広章 (名古屋大学, 第5章, 第7章)
中島 達夫 (早稲田大学, 第5章, 第7章)
沢田 篤史 (南山大学, 第3章, 第6章, 第7章)
平山 雅之 (IPA/(株)東芝, 第6章, 第7章)