開発・設計豆知識

組み込みボードの開発・設計におけるポイント

回路・基板設計

組み込みボードとは、電子機器やIoTシステムに組み込まれ、特定のタスクや機能を実行するためのコンピュータボードです。今回は、この組み込みボードに焦点を当て、技術情報をご紹介します。是非、最後までお読みください。

組み込みボードとは？

組み込みボードとは、電子機器ユニットやIoTシステムに埋め込まれ、特定のタスクや機能を実行するために設計されたコンピュータボードです。これらのボードは、小型・軽量・省電力である一方、汎用コンピュータでは対応しきれない専門的な領域で幅広く利用されています。つまり、組み込みボードは、多くの電子機器ユニットやIoTシステムの中核をなす重要なコンポーネントといえます。

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組み込みボードの開発・設計におけるポイント

組み込みボードの開発・設計にはいくつかの重要なポイントがあります。これらのポイントを押さえることで、効率的かつ高品質な製品を作り上げることが可能です。

①求められる条件を整理の上、主要デバイスを選定する

まず、ソフトウェアやアプリケーションの要求事項、組み込みOSやミドルウェアの前提条件、データのサイズやデータレート、電源供給要件、外部インタフェースなどを整理します。その上で、FPGAやマイコンなどの主要デバイスを慎重に選定します。高速デジタル処理が必要な場合には、PLD（Programmable Logic Device）などの選定も重要です。

②試作・機能テストを入念に実施する

評価ボードを活用して試作を行い、テストプログラムでメモリ（RAM、ROM）の容量やソフトウェアの機能を確認します。実機にてテストを実施し、全体的な動作や処理性能が要件を満たしているかをチェックしましょう。不十分なテストは設計・開発の後戻りを招く恐れがあります。

③設計した回路が回路要求を満たすかチェックする

回路設計の後は、デバイスのI/Oピンの定格やDC/AC特性を確認し、周辺回路を含めて回路要求を満たしているかをチェックすることが必要不可欠です。これにより、回路の信頼性と性能を確保し、高品質な組み込みボードの開発を実現します。

④機能異常などの不具合への対策を施す

正常な動作が難しいケースも予め想定することが重要です。電源異常の監視や各配線ラインの過電圧保護・過電流保護など、異常状態に対応するハードウェア機能を考慮して開発・設計を行いましょう。これにより、予期しないトラブルを未然に防ぎ、信頼性の高い組み込みボード開発につながります。

当社の組み込みボードの開発・設計実績をご紹介

生産管理用I/Fボード

当事例は、生産管理用I/Fボードを開発した事例です。当事例のお客様は、メインで使用している工作機械が古く、一般的なシステムとの連携ができない状況であったため、紙ベースで生産管理を行っていました。しかしながら、紙ベースで生産管理を行うことで、蓄積されたデータの活用・分析ができないといった課題がありました。そこで、当社に「どうにかできないか？」とご相談いただきました・・・

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