PD-S開発・運用の方法論 · フィジカルコンピューティング

マイクロプロセッサ

Microprocessor

まいくろぷろせっさ

CPUの機能を1つの半導体のチップに集積したもの。MPUとも呼ぶ。組込みシステムでは、高い処理性能が必要な機器で、外付けのメモリや周辺回路と組み合わせて使う。メモリや入出力の機能まで1チップに集積したマイクロコントローラと区別される。

#組込みシステム #MPU #マイクロコントローラ

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他の資格での定義

APマイクロプロセッサ

演算装置と制御装置を1つのチップに集積したプロセッサ。汎用の処理を担い、メモリや周辺回路と組み合わせてコンピュータを構成する。

ESマイクロプロセッサ

CPU機能を1つの半導体チップに集積した集積回路。演算装置（ALU）、制御装置、レジスタで構成される。外部にメモリやI/Oを接続して使用する。組込みシステムではARMアーキテクチャが広く普及している。

A-1マイクロプロセッサ

コンピュータの中央処理装置（CPU）の機能を1つまたは少数の半導体チップにまとめたもので、MPUともいう。命令の取出し、解読、実行を行い、メモリや入出力装置は外付けにしてシステムを構成する。

Past Exams

過去問での出題

過去問で 9 回出題（応用情報技術者試験 4・ITパスポート試験 2・システムアーキテクト試験 1・データベーススペシャリスト試験 1・エンベデッドシステムスペシャリスト試験 1）

出典: 独立行政法人情報処理推進機構（IPA）の過去問題。問題文は IPA のサイトの PDF で確認できます。「選択肢」は、問題文ではなく選択肢に出たものです。用語名で照合しているため、関係の薄い問題が含まれることがあります。

関連キーワードの用語

PD-Sプログラマブルロジックコントローラー（PLC）

工場の生産設備やビル設備などの機械を、あらかじめ書き込んだプログラムに従って順序制御するための産業用の制御装置。センサーなどからの入力信号を周期的に読み取り、ラダー図などで記述した論理に従って出力を切り替える。耐環境性と信頼性が高く、IoTの導入ではPLCから稼働データを収集してクラウドで分析する構成がよく使われる。

PD-S状態遷移図

システムやオブジェクトがとりうる状態と、事象（イベント）の発生によって状態が移り変わる様子を、状態を表す記号と遷移を表す矢印で表した図。リアルタイムシステムや画面の遷移、受注のように状態を持つデータの振る舞いの分析・設計に使う。UMLではステートマシン図として表す。

PD-Sパルス幅変調（PWM）制御

一定の周期でオンとオフを繰り返すパルス信号の、オンの時間の割合（デューティ比）を変えることで、負荷に加わる平均の電力を制御する方式。モーターの回転速度やLEDの明るさの調整、電源回路の電圧の制御などに使い、デジタルの出力だけでアナログ的な制御ができ、損失も少ない。

PD-Sフラッシュブートローダ

組込み機器のフラッシュメモリに常駐し、起動時に最初に動作するプログラムで、アプリケーションを起動するとともに、通信で受け取った新しいプログラムをフラッシュメモリに書き換える機能を持つもの。自動車のECUのソフトウェアの更新などに使われ、書換えに失敗しても機器が起動できなくならないよう、書き込んだデータの検証や元の版への復帰の仕組みを備える。

FEIoT（Internet of Things）

家電、自動車、産業機器などあらゆるモノにセンサーや通信機能を持たせてインターネットに接続し、データの収集・送受信や遠隔からの監視・制御を行う仕組み。集めたデータを分析して最適化や自律化につなげ、サイバーフィジカルシステムの基盤となる。

FE組込みOS

家電、自動車、産業機器などに組み込まれた機器を制御するためのOS。限られたメモリやCPUの能力で動作するよう、必要な機能だけに絞って小型化されている。決められた時間内に処理を終える必要がある機器ではリアルタイムOSが使われる。