「mruby/c」の利用期待分野～M2Mでの利用～160726

2016年7月26日
しまねソフト研究開発センター
（公益財団法人しまね産業振興財団）
専門研究員東裕人
「mruby/c」の利用期待分野
〜 M2Mでの利用〜
© Shimane IT Open Innovation Center

自己紹介
しまねソフト研究開発センター
専門研究員東裕人（ひがしひろひと）
 1992年、県内大手製造業に就職。2004年、IT企業に転職
 組込み系のハード、ソフトウェア、およびネットワークについての経験
 過去、Rubyを利用した「組み込み向けアプリケーションフレームワーク
Alone」の研究開発に取り組む
 その改良版が評価され、第7回フクオカRuby大賞（2015年3月）では優秀賞
を受賞

内容
１なぜmrubyを使うのか
２適用性の高い分野
３適用例
４利用ニーズー県内調査、展示会で得た情報ー
５ロードマップ

なぜ、組込にmruby, mruby/cを使うのか
昔現在
アセンブラ（機械語）アセンブラ（機械語）
C言語
MPU MPU
 マイコンが提供するレジスタ・メモリモ
デルを、人が直接操作していた
 開発効率が悪い
 構造化プログラミングが可能になった
 開発効率が向上した
 レジスタモデルが隠蔽された
 メモリモデルはポインタとして残った

現在未来
アセンブラ（機械語）アセンブラ（機械語）
C言語
MPU MPU
 構造化プログラミングが可能になった
 開発効率が向上した
 レジスタモデルが隠蔽された
 メモリモデルはポインタとして残った
 オブジェクト指向プログラミングが可能に
 開発効率がさらに向上
 メモリモデルも隠蔽
C言語
高級言語 (mruby?)

Cレイヤーの上段には、C++がくるはずだった
C++?

C言語は罠（できるけどやってはいけないこと）が多い
char *format_value( int n, double v )
{
char buf[100];
sprintf( buf, "%d: %5.2f¥n", n, v );
return buf;
}
int main()
{
int x = 1;
printf( "%d, %d¥n", x++, x++ );
return EXIT_SUCCESS;
}

C言語
基本応用（実用）

C++
基本応用（実用）

C++には言語仕様として
テンプレート（STL)が
含まれる

なぜ高級言語を使いたいのか
オブジェクト指向、デザインパターン等を利用して
開発効率を向上させたい
なぜC++ではイマイチなのか
教育コストがやけに高い
罠が減るどころか増えている
なぜmruby, mruby/cを使うのか
Rubyが好きだから
（上記の問題をイイ感じに解決できそうだから）

mruby/c
• mrubyをさらにコンパクトにした実装
• ある程度のリアルタイム性を実現する

mruby/c
デモンストレーション
MPU: Cypress PSoC5LP (ARM Cortex-M3)
RAM: 64KB
デモ１複数プログラムの平行実行
デモ２センサー値取得

◯ mruby/c の特徴を活かす
「センサーデバイス」をターゲットに
◯ 狙っていきたい「センサーデバイス」とは
✪ デバイスで一定のデータ処理を必要とする
✪ 繰り返しの試作開発・検証を必要とする
✪ 限られた電力供給下での稼働を求められる
２適用性の高い分野

１）インフラ施設や機械の状態を管理して、故障発生を予測
✪ mruby/cで実装したセンサーを工場機器に取り付け
稼働状況のなどのデータを取得
✪ センシングデータを解析し、故障を予測
✪ 製造ラインや設備のメンテナンス性を向上
３適用例

２）センサーを用いて農地管理を効率化
✪ mruby/cで実装したセンサーを農地に取り付け
環境データや、土質データなどを取得
✪ 農地が広大な場合、センサーノードを自律駆動
✪ データに基づく農業を実践し、
生産量・生産性を向上、品質・付加価値を高める
３適用例

３）ウェアラブルデバイスを用いて
製造業、観光業、ヘルスケア向けの新しいアプリ開発
✪ mruby/cで実装したウェアラブデバイスで、
人に情報を提供、又はライフログなどを取得する
✪ 作業指示や観光案内の情報をハンズフリーで提供、
または、ライフログの分析から付加価値サービスを提供
３適用例

４）航空宇宙機器、遠隔地機器などでの自律制御
✪ リモートでのコントロールが困難な機器を
mruby/cで実装
✪ 自律型で機器を制御
✪ 実装時の複雑で、反復開発するテスト開発にも向く
３適用例

①カスタマイズ、試作への対応
４ mruby/c の利用ニーズ
〜県内調査、展示会で得た情報〜
■ 利用ニーズ
最終製品を製造するメーカーが、頻繁に発生するユーザーカスタマイズに対応する必要がある、
また、試作開発のスピードも求められる
■ mruby/c の特徴
C言語との親和性（ベースになる機能をC言語などで作り込み、カスタマイズが必要な部分をmruby/cで記述可能）
■ 期待される効果
ユーザー毎のカスタマイズが容易になり、従来リーチできなかった小ロットの顧客にも対応。顧客満足度も向上
②複雑な処理の記述
■ 利用ニーズ
マイコンを使った機器を開発、ファームも自社で記述する企業が、複雑な動作や
ユーザインターフェース部分の記述に苦労している
優れた表現力・記述性
複雑なアルゴリズムを、mruby/cが持つ表現力を使って記述することができ、生産性・保守性が向上

③シーケンス制御（PLC）での記述
■ 利用ニーズ
ラダー言語だけでは、文字列操作や複雑な演算処理、他機器（サーバー機など）との通信
が記述しにくく、苦労している
文字列処理に優れ、演算処理も記述した数式どおりに実行
プログラマが、言語の弱点をカバーすることに時間を割く必要がなく、開発効率や保守効率が向上
④ネットワーク負荷対応
■ 利用ニーズ
IoTが叫ばれる中で、機器連携によるネットワーク負荷が不安
通信プロトコルとして、MQTT（MQ Telemetry Transport）に対応（準備中）
ネットワーク転送量が小さくなり、電力消費量も小さくて済む
４ mruby/c の利用ニーズ
〜県内調査、展示会で得た情報〜

５ロードマップ
研究開発
ニーズ調査
フィールド実証
３月現在１２月２０１７年１２月２０１８年１２月
Β版公開 Β2版公開 Β3版公開
Β4版公開
安定版公開
１ｓｔ開発期２nd 改良期３rd 普及期
随時、改良版公開
現在の開発体制
◯九工大：VMコード
◯東研究員：OS部分ドキュメント作成
開発環境作成
（セキュリティ対策）
ニーズインタビュ協議・可能性調査
フィールド実証
F社
フィールド実証準備フィールド実証・評価
D社フィールド準備フィールド実証・評価
ESEC ET-WEST ET-2016
展示会出展
実利用
実利用
実利用
展示会出展
首都圏講演
フ
ィ
ー
ド
バ
ッ
ク

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