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OSPREY
ビジュアル IOT 組込みソリューション
Osprey ホワイトペーパー
Silicon Motion の最新のビジュアル IoT プラットフォーム
はじめに
最近話題の IoT は、多種多様なデバイスがシームレスにインター
ネットにつながるという非常に画期的な概念です。しかしながら、
IoT 製品はそれぞれ異なっており、未だ機器やデータの間で標準
が確立されていません。このことから、デザイナーたちは多くの困難
に直面しており、その1つが製品やアプリケーションを設計する上で
最適なプラットフォームを決定しにくいということです。ビジュアル
IoT プラットフォームの主要要素には、業界規格のプロセッサ、安
定性のある I/O、ビジュアルディスプレイ、パネルインターフェイス
(タッチスクリーンを含む)、信頼性の高いシステムストレージなどが
挙げられます。 Silicon Motion の Osprey 産業用 IoT は、ビ
ジュアル IoT アプリケーションプラットフォームにこれらの機能をもた
らします。
Osprey は業界標準のハードウェアおよび業界が求める要件を満
たすべく、徹底的に検討を重ねた上で構築されています (高信頼
性と製品寿命を意識して設計されたコンポーネント製品を含む)。
産業用 IoT 製品は、より厳しい規格を必要としています。
Quark x86 命令セットアーキテクチャおよび安定性のある I/O
の利点を生かした Osprey は、広く普及しているソフトウェア、オペ
レーティングシステム、アプリケーション開発ツールなどを備えた効率
的な SoC プロセッサであり、産業用オペレーション製品の厳しい
Silicon Motion Ferri-eMMC®は多様な組込みアプリケーショ
ン向けに最適設計されており、業界規格の eMMC/
JEDEC 4.5 プロトコルに完全に準拠しています。 FerriTMファミ
リーの最高技術を継承しており、高度な NAND 管理、エラー
訂正、不良ブロック管理、健康状態モニタリング、などの機能に
より、Ferri-eMMC®は、より安定したデータ整合性と保護機能
要件も満たしています。
を提供します。信頼性の高い NAND 管理とカスタマイズ可能
なファームウェア設計により、Ferri-eMMC®は最先端の産業用
Silicon Motion の電力効率のよい SM750 組込みグラフィック
プロセッサは、デュアルアナログまたはデュアルデジタル RGB 出力
により、標準でわずか1ワット以下の電力で、VGA から最大で
Full HD 1920x1080 解像度まで、2台の異なるディスプレイを
それぞれ制御することができます。 SM750 ZVport は、ビデオデ
組込みアプリケーション向け不揮発性ストレージの中で他の追随
を許しません。
Osprey は定評のある産業設計のコンポーネントを融合し、設
計を単純化し、消費電力量を低減し、さらに発売までの時間を
短縮化することで BOM を低減することにも貢献します。
ータをフレームバッファメモリに直接ストリームします。
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目次
はじめに .............................................................................................. 1
産業用 IoT が多様な製品に向け新たなビジネスチャンスを開く ................................. 3
Osprey ビジュアル IoT プラットフォーム ........................................................... 3
Osprey 機能説明 ................................................................................. 4
Osprey オープンプラットフォーム – ビジュアル IoT アプリケーション ............................. 5
産業対コンシューマー IoT – 異なる要件 ......................................................... 5
概要 .................................................................................................. 5
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産業用 IoT が多様な製品に向け新たなビジネスチャンスを開く
産業用 IoT は広範なシステムに及び、センサー、プロセッサ、
接続性、ストレージ技術の融合が見られます。これにより、複
数のコンピューティングプラットフォームをまたいだデータ共有が可
能となり、システムやパフォーマンスの最適化を実現する、より高
速の分析が可能となるのです。クラウドで分析を行うことは可
能ですが、ローカルサーバーを監視、制御、接続するために多く
のシステムがインテリジェンスとヒューマンマシンインターフェイス
を必要とします。
重要な役割を果たしていくものと見込まれます。ビジネスシーンを
形成するテクノロジーと製品を組み合わせたものが、産業用 IoT
市場を牽引していくことになるでしょう。産業用 IoT 製品には、
品質、信頼性に加え、長寿命も求められます。これには産業用
アプリケーション向けに設計されたコンポーネントが必要です。
ホームモニタリング、産業コントロール、スマートサイネージ、スマート
エレベータ、スマートベンディングマシンなどのヒューマンマシンイン
ターフェイス (HMI) デバイスは、対象として考えられる製品のごく
一部です。興味深いアプリケーションを組み込んだ斬新な新製品
が、今後も続々と登場するはずです。スマートエレベータはあなた
を認識し、自動的にあなたの階を選択してくれます。今後は産業
用あるいは医療向けの製品が、コンシューマアプリケーションと共に
デュアルディスプレイ
クライアント
デジタルサイネージ
POS
Kiosk
医療機器
工場オートメーション/
HMI
テスト装置
多機能プリンター
監視 (DVR)
スマートインフラ
Osprey ビジュアル IoT プラットフォーム
IoT はまだ初期段階にあり、研究者にはつながり合うデバイス間
で使用されるアプリケーションやデータの標準規格を確立することが
求められています。これを行う最良の方法は、産業向けコンポー
ネントの規格から始めることです。 Osprey には Quark、
Ferri-eMMC®、SM750 組込みグラフィックスなど、業界最高の
Osprey システム設計図
コンポーネントが搭載されており、理想的な小型フォームファクタ、
低電力コンピュータディスプレイのプラットフォームを実現できます。
安定した機能やインターフェイスを提供するために、4ポート USB
ハブとオーディオが設計に組み込まれています。
今日、ジェスチャベースの GUI が広く普及しているため、Osprey
は理想的なビジュアル IoT 製品の開発プラットフォーム向けにビジ
ュアルおよびタッチ操作を可能にしています。インタラクティブなタッ
チディスプレイは、ユーザーが IoT デバイスと通信する上で非常に
効率的な手段です。 Osprey は Linux および Qt フレームワー
クに対応するオープンプラットフォームであり、x86 ISA をサポート
することで、事実上オペレーティングシステムからアプリケーションに
至るまで広い範囲のソフトウェアに対応することが可能です。
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Ferri-eMMC® は HS200 に対応しており、MLC モードおよび
Osprey 機能説明
SLC モードの両方があります。また、16GB SLC モードのとき、
シーケンシャルリード 140MB/秒、最大書き込み 75MB/秒を
実現します。 SMI は自己監視、分析、健康状態の報告に対
Intel Quark X1000 は 32-bit Pentium クラスの SoC で
あり、既存の x86 搭載により安定した基盤となっています。
Quark にはイーサネット、USB ホストおよびデバイス、シリアル、
SPI、SDIO、GPIO ポートほか、さまざまな I/O セットが含まれ
ています。 PCI-e ポートは SM750 GPU とのインターフェイスに
使われ、SDIO インターフェイスは Ferri-eMMC® と接続します。
応するカスタマイズ可能なファームウェアを提供します。
SM750 組込みグラフィックプロセッサは、以下の経路で2つ
の独立したディスプレイ出力に対応します
• 最大 300MHz までのデュアルアナログ RGB ビデオ (それぞ
れトリプル8ビット DAC)出力。Osprey は1つめを標準の
15-pin VGA コネクタに、2つめをピンヘッダーに繋ぎます。
• デュアルデジタル RGB ビデオ出力 (2x 18-bit またはシン
また、Osprey は Arduino Shield カードコネクタや Intel
Galileo システムとも互換性があるため、使い慣れた Arduino
統合開発環境にも対応します。 Shield I/O カードはワイヤレ
ス (Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee)、センサー、リレー、モニター
制御、ネットワーキング、その他のデバイスへのサポートも可能にし
ます。 Arduino シールドエコシステムは、既存の Arduino
Uno R3 ピンレイアウト (Arduino 1.0 ピンカット) と互換性の
あるカードを使用します。
グル 24-bit)。Osprey は HDMI 出力に対して 24ビットを
使用します。
• 解像度は VGA 640x480 から最大で Full HD
1920x1080 までサポート。シングルディスプレイであれば、
最大 1920x1200 までサポート。
Ferri-eMMC® は業界が認めたコントローラ技術、NAND
Flash とコンポーネントを 100-ball 1.0mm ピッチシングル
BGA パッケージに統合し、JEDEC 4.5 プロトコルに準拠したデ
バイスにおいて、より柔軟な PCB 設計と低コストでの生産を可
能にします。
SM750s 2D エンジンには、スケーリングしながらのフロントエンド
色空間変換 (CSC) とラスタ操作でのプログラム可能な CSC
サポートが含まれます。ビデオパイプは、XY スケールしながらのバ
ックエンド YUV 対 RGB 変換に対応しており、ハードウェアビデ
オオーバーレイ機能はバックエンド CSC とスケーリングに対応し
ています。
機能︓
• エラー訂正、不良ブロック管理、健康状態モニタリングを含む高
度な ECC 管理で、強固なデータ保護と統合を実現します。
• データリフレッシュおよびアーリーリタイアメント技術でデー
タの信頼性を保証するだけでなく、不安定な電力供給や
突然の電源遮断に対する高度な保護機能も含まれてい
ます。
• 高度なウェアレベリングは、すべての NAND フラッシュデバイ
スにプログラム/消去サイクルを実行し、低ライトアンプリフィケ
ーション値と相まって、メモリの寿命が最大化されます。
• コマーシャル用温度 (-25°C ～ 85°C) と産業用温度
(-40°C ～ 85°C) の両方で提供。
• 2GB から 32GB の容量で提供。
• セキュア消去とマルチユーザーデータセキュリティゾーンは、セ
キュアデータゾーンへの制御されたユーザーアクセスを許可し
ます。
ZVport (Zoom Video port) インターフェイスにより、外部デジ
タルビデオソースまたは MPEG デコーダーが、フレームバッファに
直接データを入力します。 ZVport は1つの 16 ビット、または2
つの 8 ビットデジタルビデオソースをキャプチャ/ストリームすること
ができます。フォーマットは RGB か YUV であり、フロントエンド色
空間変換 (CSC) に対応しています。 SM750 は、さまざまなビ
ジュアルアプリケーション用に2個別々のビデオグラフィック画像をキ
ャプチャし、表示することができます。
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Osprey オープンプラットフォーム –
ビジュアル IoT アプリケーション
プレイに表示されます。センサーと分析データを2つのディスプレイ
で表示しますので、オペレーターはほぼリアルタイムで情報を見る
ことができます。このことが効率性と生産性の向上に大きく貢献し
エントリーレベルのヒューマンマシンインターフェイス (HMI) は、
Osprey オープンプラットフォームにとって理想的なアプリケーショ
ンです。 IoT デバイスは、システムのインフラにアクセスするために
ヒューマンインターフェイスが必要であり、ローカルユーザーのインタ
ーフェイス制御には小フットプリント、低電力のビジュアルタッチシ
ステムが完璧です。タッチパネルディスプレイを Osprey に接続
すると、アプリケーションを構築できます。タッチスクリーンは内蔵さ
れた USB ハブに接続するか、またはシリアルポートを介して接
続できます。 USB ハブポートはスキャナやプリンタ、カードリーダ
ーなどの追加デバイスを繋ぐのに便利です。エントリーレベルのサ
イネージ製品ならば、産業用アプリケーション向けに設計されたコ
ンポーネントを使って低電力の小フットプリント製品を実現できま
す。産業用 HMI、テスト装置、POS、医療用パネルデバイス
は、Osprey プラットフォームを基盤とした製品アプリケーションに
最適です。
ています。 Osprey を採用した製品の実現化には、さまざまな具
体例が挙げられます。
概要
Osprey は、つながり合ったアプリケーションとビジュアル IoT 製
品向けに、既存のプラットフォームソリューションで製品開発サイク
ルを短縮します。産業用アプリケーション向けに設計された、
Quark X1000、Ferri-eMMC®、SM750 組込みグラフィック
の3つの主要コンポーネントを搭載した Osprey は、定評のある
技術を基に小型のフォームファクタ、低電力、低コストを実現しま
す。これらのデバイスは、産業量アプリケーションに適したライフサ
イクルの要件を満たしており、産業用温度にも適応します。
Osprey は産業向け強度の製品開発用オープンプラットフォー
ムであり、IoT 製品の発売と開発を加速化します。
Intel Quark についての詳細は、
http://www.intel.com/content/www/us/en/embedded/
products/quark/overview.html をご覧ください。
産業対コンシューマ IoT – 異なる要件
スマートアプライアンスやスマートディスプレイに使用されるタッチディ
スプレイなどのコンシューマ用 IoT アプリケーションには、低
電力で小型のフォームファクタ、低コストで開発できる製品が必
要です。それを使って別の PC やコンピューティングデバイスを必
要とせずにインターネットに接続してネットワーク機器を制御したり、
Eメールにアクセスしたり、音楽や動画を再生したり、さらにクラウド
やソーシャルネットワーキングアプリに接続します。シンプルなビジ
ュアルユーザーインターフェイスアプリケーションが充実しており、
Osprey ならば製品アプリケーションの設計、開発向けビジュアル
IoT プラットフォームが用意されています。スマートフォンやタブレッ
トから取り込んだ大量の写真を含め、デジタルフォトフレームとして
も機能する家電製品のコントロールパネルを想像してください。
近くに人がいないときにはディスプレイはスリープモードに入り、人が
Osprey についての詳細は、
http://jp.siliconmotion.com/Products/Osprey.html を
ご覧ください。
SMI は、Intel IoT Solutions Alliance のメンバーです。スケ
ーラブルで相互操作が可能なソリューションで他のメンバー企業と
共にインテリジェント機器の展開を促進しています。Intel やアラ
イアンスのメンバーとの密接な連携により、革新的な製品の開発
を可能にし、市場にいち早く反応したソリューションを適用すること
が可能になります。
エリア内に入りモーションセンサーが反応すると復帰します。
Osprey は、製造環境においてはオペレーター用インターフェイス
のディスプレイとなり、組立工程においては監視カメラに対応する
2つめのディスプレイとなり映像を映し出します。撮影した動画は
スケール表示でき、HMI コントロールと共にオペレーターパネルの
画面に表示されます。さらに、高解像度の映像が2つめのディス
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