組み込み系のスキルアップに向けて(第1話)

手軽に揃えられる組み込み系の開発環境

仕事で組み込みCPUを使ったファームウェア開発をすることになりスキルアップしたい。
その為に、関連書籍を読む(input)だけじゃなく、プライベートでも実機を使った実験(output)ができるように環境を揃えられないか？

ターゲットとなるCPUは、FPGA(中身の回路を自由に設計できるLSI)の中に組み込まれていて

ARM Cortex-A53

というCPU。また、ここで出てきたFPGAは、いわゆるSoC(System on Chip) FPGAと呼ばれるもので、これを搭載した実験用のボードが市販されているので「このボードを購入するのが手っ取り早い」と思ったけど、数十万円という価格のものばかりで個人レベルではとても手が届かない。ちなみに、ARM Cortex-A53が組み込まれたFPGAには以下のような製品があります。

• Zynq UltraScale+ MPSoC　(XILINX社製)
• Zynq UltraScale+ RFSoC　(XILINX社製)
• Intel® Agilex™ SoC FPGA (Intel社製)
• Intel® Stratix® 10 SX (Intel社製)

そこで、「FPGAの中に組み込まれている」ということはあきらめて、数千円レベルで購入可能で、いろいろ実験する為の情報が豊富な市販ボードが無いか探した結果、以下２つに絞りました。

• Arduino
• Raspberry Pi

そして、内蔵のCPUがARMということでRapsberry Piを選択しました。(ちなみに、ArduinoはAtmel社製 AVRマイコンといものを中心とするラインナップになっているようです)
さらに、このRapsberry Piにもいろいろ種類があって、CPUがそのままズバリCortex-A53であるものは2022/4/10時点では

• Raspberry Pi 2 Model B V1.2
• Raspberry Pi 3 Model A+
• Raspberry Pi 3 Model B
• Raspberry Pi 3 Model B+
• Raspberry Pi ZERO 2 W (2021/10/28発売)

ですが、このうち私が購入した2021年10月時点では「Raspberry Pi 3 Model B」または、「Raspberry Pi 3 Model B+」が入手性が良かったので、より安かった「Model B」をヨドバシ.comで5970円で購入しました。そして3日後に届いた。

また、これには電源アダプタが付属されていない為、別途購入が必要。Raspberry Pi 3の電源は、micro USBという型のコネクタで接続されるので、このタイプの電源アダプタを使用することが必要。また、Raspberry Pi本体には電源スイッチがついて無いので、電源OFFするにはコネクタから抜くか、またはアダプタをコンセントから抜く必要がある為、電源スイッチ付きのアダプタを購入するのが便利。
ということで、私はアマゾンで以下の電源スイッチ付きアダプタを購入しました。Raspberry Pi 3 Model Bの消費電流が1.3A(typ)というのも考慮。ちなみに、上位機種のRaspberry Pi４のUSB用電源コネクタはType-Cとなり互換性がありません。

• ブランド：Vemico
• メーカー：‎pi3AC
• コネクタタイプ：micro USB
• 電流定格：3A
• 価格：999円

余談：2022/4/10時点ではRaspberry Pi 3 Model BよりはB+のほうが入手性が良く、また5千円を切るところもあるみたいです(例：RSコンポーネンツ 4566円など)。それと、なぜかアマゾンでRaspberry Pi 3 Model Bが5万円台や3万円台でも売り出されていて、特にオプションがついているようには見えず不思議。

次回(第2話)ではOSをインストールしてみます。