組み込み系とは？意味をわかりやすく簡単に解説

組み込み系とは

組み込み系とは、特定の機能を実現するために、家電製品や産業機器などの電子機器に組み込まれるコンピュータシステムのことです。これらのシステムは、リアルタイム性や省電力性、信頼性などが求められることが多く、汎用的なコンピュータとは異なる設計思想や開発手法が用いられます。例えば、自動車のエンジン制御やエアコンの温度管理、デジタルカメラの画像処理などが組み込み系の応用例として挙げられます。

組み込みシステムは、ハードウェアとソフトウェアが一体となって動作し、特定のタスクを効率的に実行するように最適化されています。マイクロコントローラや専用のプロセッサが使用され、限られたリソースの中で高度な処理を行う必要があるので、プログラミング言語としてはC言語やC++などがよく用いられます。近年では、IoT（Internet of Things）の普及に伴い、ネットワーク接続機能を持つ組み込みシステムも増加傾向にあります。

組み込み系の開発には、ハードウェアの知識だけでなく、ソフトウェアの知識も必要不可欠です。また、リアルタイムOS（RTOS）やデバイスドライバ、ミドルウェアなどの技術も重要になります。開発プロセスにおいては、要件定義から設計、実装、テスト、デバッグまで、厳格な品質管理が求められます。組み込み系エンジニアは、これらの技術を駆使して、安全で信頼性の高いシステムを開発することが求められます。

組み込み系の知識

「組み込み系の知識」に関して、以下を解説していきます。

• 組み込み系OS
• 組み込み系プログラミング

組み込み系OS

組み込み系OSは、組み込みシステムで動作するオペレーティングシステムであり、リアルタイム性や省電力性、小型軽量性などが重視されます。汎用OSとは異なり、特定の用途に特化して設計されているため、リソースの制約が厳しい環境でも効率的な動作が可能です。組み込み系OSは、家電製品や産業機器、自動車など、幅広い分野で利用されています。

組み込み系OSには、μITRONやFreeRTOS、Linuxなど、様々な種類が存在します。μITRONは、日本で開発されたリアルタイムOSであり、家電製品や産業機器で広く利用されています。FreeRTOSは、オープンソースのリアルタイムOSであり、無償で利用できるため、多くの組み込みシステム開発者に利用されています。Linuxは、汎用OSとしても知られていますが、組み込みシステム向けに最適化されたディストリビューションも存在します。

組み込み系プログラミング

組み込み系プログラミングは、組み込みシステムを制御するためのソフトウェアを開発する技術であり、ハードウェアの知識とソフトウェアの知識の両方が必要です。C言語やC++などのプログラミング言語がよく用いられ、リアルタイム性や省電力性、信頼性などを考慮したプログラミングが求められます。組み込み系プログラミングは、家電製品や産業機器、自動車など、幅広い分野で利用されています。

組み込み系プログラミングでは、メモリ管理や割り込み処理、デバイスドライバの開発など、汎用的なプログラミングとは異なる技術が必要になります。また、デバッガやエミュレータなどの開発ツールも重要であり、効率的な開発を支援します。近年では、IoT（Internet of Things）の普及に伴い、ネットワーク接続機能を持つ組み込みシステムの開発も増加しており、セキュリティ対策も重要な課題となっています。