Success STORIES Success STORIES 日本サイプレス株式会社 日本サイプレス株式会社 Cortex®-M3/M0と高性能アナログ回路が ワンチップに合体。 は北海道大学の大学生になっています。実はロ ～サイプレスのPSoC®が切り開く新たな可能性～ ボットが好きな学生や少年たちの間ではアナロ グ処理の中心は PSoC に移っていて、使い方な どをブログに書いたりそれを真似して作ったり サイプレスの「PSoC」 （Programmable System-on-Chip：ピーソック）は A/D コンバータやオペアンプなどさまざまなアナログ機 と、どんどん伝搬しているんです。 能を集積したユニークなマイコンチップである。アナログの諸機能や相互の接続をプログラマブルできるのが特徴で、センサーのフ 全：将来はぜひうちに入社してもらって（笑）。 ロントエンドなどをはじめさまざまな用途に使われている。そこで本誌では、PSoC を個人的にも活用する横河電機の加藤氏とトラ イポッドワークス畑氏をお招きして、PSoC の利用方法、特徴、可能性などについて伺った。 ソフト屋でも扱える手軽さが魅力 トライポッド畑：それで PSoC を調べてみた 横河電機株式会社 IA プラットフォーム事業本部 共通技術開発センター 要素技術開発部 マネージャー 加藤 大 氏 らこれは良さそうだということに気付いて、う ちの開発に使ってみたらどうだろうっていうと ころからスタートしたんです。ただ、トライ ポッドワークスはソフトウェア中心の会社で トライポッドワークス株式会社 研究開発本部 札幌研究センター センター長 畑 雅之 氏 ハードウェアはあまり詳しくないものですから、 トを手に入れてみたんです。実際にいじってみ 加藤君に頼んで友人としての立場で PSoC の使 編）」というムックに付いてくる「PSoC 5LP」の るとなかなか面白くて、すぐにサイプレスに連 い方をいろいろと教えてもらっています。 基板に、秋葉原で売っている小型の有機 EL 基板 絡を取って全さんにお会いしたのが始まりです。 そのとき、全さんから PSoC には UDB（ユニバー イスが 24 個も入っているという話を伺ったのが コンフィギュレーションが何回でも書き換えら とても衝撃的で、このデバイスは只者じゃない れるとか、プログラマブルなのにワイヤースピー トライポッド畑：SPI も I 2 C も知らなかったソ ぞと思って、本格的に触り始めたのはそれから ドで動くとか、そういった概念がなかなかイメー フト屋が有機 EL 基板との配線をハンダ付けして ですね。 ジできなかったようですが、わずか半日ほど加 その日に作れちゃうわけですよ。こういう領 藤君にレクチャーしてもらっただけでみんなの 域って、今まではハード屋さんが全部お膳立て 頭の中身ががらっと変わった印象がありました。 してやってくれて、たとえば A/D コンバータか 横 河 電 機 加 藤： 畑 君 いをしていて、エントリーされたロボットの の会社のソフト屋さん 横河電機加藤：畑君が札幌と私が東京ですか インスペクションをしていたところ、あるロ を対象にレクチャーを ら、普通に考えたら接点はないわけで、本当に ボットに見慣れないデバイスが使われていたの してくれないかと頼ま 偶然でしたね。 で作った少年に説明させたんですね。そうした れて、であれば「HELLO らこれはサイプレスの「PSoC 1」というデバイ WORLD」な ど の 文 字 列 サイプレス全：サイプレスで PSoC 製品を担 トライポッド畑：セキュリティ製品開発と研 当している全と申します。本日は、PSoC の魅力 究試作エンジニアリングを行っているトライ や応用についてお話を伺おうと、以前から PSoC ポッドワークスの畑と申します。本社は仙台で を使われているお二人にお越しいただきました。 すが、私は主に札幌市内の研究拠点で活動をし それぞれ PSoC に出会ったきっかけを教えてく スで、赤外線センサーから入ってくるアナログ を表示させるのが判りや まずは簡単に自己紹介をしていただけますか？ ています。実は加藤君とは幼なじみで、小学生 ださい。 信号のノイズを除去して、そのあとデジタルに す い だ ろ う と 考 え、CQ 変換して云々、と講釈を垂れるわけです。 出版社の「ARM PSoC で 横河電機加藤：横河電機から参りました加藤 32 ています。 カップ」という国際的なロボット大会のお手伝 が一緒なんでお互いにすぐに判りました。 の頃に電子工作をしていた仲だったんですけど、 サイプレス全：それはすごい話ですね。さて、 横河電機加藤：「PSoC 5」 （現「PSoC 5LP」）が と申します。社内ではインダストリアル・オー 三十数年ほど付き合いがなかったところ偶然に 出たばかりの 2012 年に上司からこういうデバ サイプレス全：高校生がですか？ 作る My スペシャル・マ トメーション部門に所属しプラントやコンビ も Facebook で再会しまして、私たちは誕生日 イスがあると教えてもらって、すぐに評価キッ トライポッド畑：当時は高校一年生で、今 イ コ ン（ 基 板 付 き 体 験 ARM PARTNERS SUCCESS す（図 1）。有機 EL に文字を表示する簡単なコン トライポッド畑：最初のうちは、内部回路の たのがきっかけでした。ボランティアで「ロボ ナートなどの自動化に必要な要素技術を研究し 反応はいかがですか？ を組み合わせた簡単な評価環境を用意したんで サル・デジタル・ブロック）としてビットスラ トライポッド畑：私はある高校生に教えられ 偶然の再会から PSoC 仲間へ サイプレス全：ソフトエンジニアの皆さんの ポーネント（ライブラリ）と API を作って持っ ていったら、皆さん結構喜んでくれて。 図 1：雑誌付録の「PSoC 5LP」基板と秋葉原で購入した有機 EL 基板。 ARM PARTNERS SUCCESS 33 Success STORIES Success STORIES 日本サイプレス株式会社 日本サイプレス株式会社 ら出てきた数値を受け入れてからがソフト屋の レベルではなく、以前に半導体設計に携わった 立場でいうと、32 ビットアーキテクチャという 仕事だったのが、A/D コンバータの数値を作る こともある立場からするとこれは見事にやられ のは、データ表現として数値を高速かつ正確に ところにまで踏み込めると。しかも PSoC の開 たなと。A/D コンバータひとつとっても分解能 扱うにはとても重要なポイントなんです。 発ツールである「PSoC Creator™」って回路とプ が 20 ビットあるなど他社のとは明らかに違って ログラムとが両方同時に見える。ソフト屋と いて、実性能を詳細に評価したりもしましたし、 す。携帯電話なんかをやってきた組込みソフト いっても理系上がりなら学生時代に電子回路は 「トランジスタ技術」 （CQ 出版社）の 2013 年 7 月 一通り勉強していますから、加藤君にとっかか 号には PSoC の A/D コンバータの解説記事を寄 なくて、プラットフォームだと思ってるんです。 りを教えてもらったあとは、古い教科書を引っ 稿したりもしています。 なので、PSoC は実は ARM マイコンなんだよと 張り出してきたりインターネットで検索しなが サイプレス全：加藤さんは計測制御を担当さ ら、自分たちで PSoC をいじり始めるわけです。 れていることもあって本当にアナログにお詳し サイプレス全：私たちが拡販するときのお手 本になりそうな話です。 エンジニアって ARM はマイコンだとは思ってい うちのエンジニアに教えると、みんな、え？っ て意外な顔をしますよ。 いので、米国本社に「こんなユーザーがいるよ」 日本サイプレス株式会社 と紹介したこともありましたね。 応用技術部 部長 サイプレス全：こうしたさまざまな魅力があ した「PSoC 5LP」や「PSoC 4」では、たとえば る PSoC はシリーズ全体の累計出荷個数は 10 億 モーター制御分野などを狙いたいなと考えてい 個を超えているのですが、まだまだ広く浸透す ます。そのほか、TOPPERS がすでに動いていま るまでには至っていないように感じています。 すのでμITRON 系のユーザーへの紹介も増やし PSoC が実現する 新たな可能性に期待 横河電機加藤：畑君の話には重要なポイント 横河電機加藤：PSoC 部門のトップである John が隠されていると思います。世の中の物理的な Weil さ ん や 技 術 の「グ ル 」の Kendall Castor- 現象はセンサーを使ってまずはアナログで拾い Perry さんらとお会いする機会をいただきまし ますから、デジタルで処理するにはアナログか たが、皆さん技術レベルがとても高くて、何か るので、とても楽ですね。また、世の中で知ら うちの会社でも FPGA が普及するまでしばらく トライポッド畑：ある大学とロボットの研究 トライポッド畑：ソフトエンジニアが PSoC らデジタルに変換するところをなんとかしない 課題を指摘するとその場ですぐに解決しようと れている定番のフィルタを実装するのもとても かかりました。今みたいに民生機器にも搭載さ 開発もやっていますが、二足歩行のロボットっ を知る機会や試す機会を増やして欲しいと思い といけないんですが、そこはソフト屋さんから するなど、オタクという言い方は適切ではない 簡単で、失効している古い特許を調べてみると れるなんて当初は誰も思っていませんでしたけ てサーボのターンアラウンドタイムが 50ms を ます。それと、ソフトウェアがインテリジェン みると「ラスト・ワンマイル」とでも言うよう かもしれませんが私より上だなと（笑） 。とく 画像認識フィルタなどはいいものがたくさんあ ど、それと同じじゃないでしょうか。ただ、学 超えると姿勢が安定せずに震え出すんです。理 ト化していく中で、クラウドやビッグデータの な手の出しようがないところだったんです。と に Kendall さんからは PSoC のデジタルフィルタ るんですよ。処理が重いとかアルゴリズムが洗 会の研究会なんかを覗くと、自分たちで開発し 想的には全部の制御を 10ms でターンアラウン ようにデータを集めて集合知を得ようとすると ころが PSoC を使うと、ソフト屋さんができる の素晴らしさを教えてもらいました。そうした 練されていないといった理由があって誰からも たアルゴリズムを PSoC を使って実証しました、 ドしたいんだけども、なかなか低コストでは実 PSoC にもリッチサイドとの接点が必要になりま 範囲がぐっと広がるんです。 開発陣の情熱が入っているからなのかもしれま 見向きもされなかった古い技術も、今の PSoC といった発表をする学生も増えてきていて、ア 現できない。なのでロボットの身長をある程度 すから、ぜひ対応していただきたいなと。単純 せんが、PSoC って噛めば噛むほど旨みが出てく ならそれなりに動くのでとても助かっています。 カデミー領域に浸透しつつあるのは確かです。 以上は高くできないんですね。PSoC で高速な な話、Ethernet が入るだけでも大喜びです。 本格的なアナログブロックを内蔵 全 英守 氏 横河電機加藤：FPGA も昔はそうでしたよね。 るスルメみたいなデバイスで（笑） 、 「攻略した ぞ！」という感触がなかなか得られないんです。 Cortex-M3/M0 の搭載で 可能性を拡大 ていきたいなと。 サイプレス全：最後に、PSoC やサイプレスに 対する期待や要望があればぜひ聞かせてください。 サイプレス全：あとはアプリケーションです モーター制御が低コストで実現できるのであれ サイプレス全：実は今でも外付け PHY を接続 ね。「PSoC 1」はタッチコントローラとして広く ば、ロボット用途に限らず、マーケットは結構 すると 10BASE は構成できるので、こうやれば 採用されましたが、ARM Cortex-M3/M0 を搭載 大きいのではないかと思いますね。 できるという情報をきちんとまとめてみたいと サイプレス全：ここで PSoC の機能をおさら じゃあそんなに優れているんだったら、仮にう いしておきたいのですが、PSoC の「P」はプロ ちの競合メーカーが PSoC を採用したら同じ性能 グラマブルを表しています。アナログ機能を内 の製品が出てくるんじゃないか、って社内でよ サ イ プ レ ス 全：PSoC に は い く つ か の サ ブ 横河電機加藤：私が PSoC に惚れ込んだのは、 蔵したマイコンデバイスって他社からもいろ く指摘されるんですけど、技術ってそんな安直 フ ァ ミ リ が あ り ま し て、 サ イ プ レ ス 独 自 の 8 作りたいものが作れて、しかも楽しいという、 いろ出ていて、たとえばアンプのゲインを変え ではなくて、使いこなしには相当のエネルギー ビットコアを搭載した「PSoC 1」、16 ビットの かつての「ラジオ少年」を思い起こさせる部分 られますとか、A/D コンバータのスピードを設 と経験を必要とします。そこにメーカーとして 8051 互換コアを搭載した「PSoC 3」、そして があったからで、これで遊んでみると若いエン 定できますっていうのがほとんどなんですけ の技術力の差が出るのかなと。 ARM® Cortex-M3 コアを搭載した「PSoC 5LP」と ジニアのマインドも変わってくるんじゃないか Cortex-M0 コアを搭載した「PSoC 4」とでシリー という期待感がありますね。また、リコンフィ ズが構成されています。このうち Cortex コアを ギュアブルな特性を生かして製品に新しい機能 トライポッド畑：うちはソフトエンジニアが 搭載した「PSoC 5LP」と「PSoC 4」はお客様から を追加することもできますから、これからの時 アナログって、こう言っては失礼なんですけど、 中心なので、アナログを扱うような機器を試作 の評価も高いのですが、プロセッサコアについて 代に求められる製品像を実現するポテンシャル 性能的には「なんちゃってアナログ」なんですね。 しようとなると、どうしてもひとつのアナログ はどのように捉えていらっしゃいますか？ があるわけで、その意味でも PSoC には期待し 横河電機加藤：PSoC のアナログ部分の機能や に対して一個のマイコンを割り当ててしまいが 横 河 電 機 加 藤：PSoC に ARM コ ア を 入 れ た 性能は当然気になりました。当初はアナログ回 ちだったんです。個別に基板を起こさないとい のはすばらしい判断だったと思います。ARM7 路の接続を自由に変えられるなんて性能がいい けないのでコストが掛かっていました。でも の時代からいろいろと検討してきましたけど、 ありがとうございました。お二人の今後のご活 わけなかろうと思ってたんですが、試してみる PSoC だと、複数のセンサーを接続してもひと ARM の性能って一回味を占めたらもうほかには 躍と両社の発展を願うとともに、PSoC が少しで となかなか優れていて、とても「なんちゃって」 つの PSoC で簡単に処理できることが判ってい 戻れないんですよね。それに計測をやっている ど、本当に重要なのはアナログ回路のシグナル チェーンを自由に組めることで、そこが PSoC の大きな特長だと考えています。それに他社の 34 トライポッド畑：私も ARM は正解だと思いま ARM PARTNERS SUCCESS サイプレス全：畑さんからみて PSoC のアナ ログ機能はいかがですか？ 思います。 ています。 サイプレス全：今日は貴重かつ面白いお話を PSoC（プログラマブル システム オンチップ）イメージ。 もお役に立てれば嬉しく思います。 ARM PARTNERS SUCCESS 35
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