d2cコンテスト 2013 参加者トレーニング .net gadgeteer の活用

株式会社デバイスドライバーズ日高亜友

D2Cコンテスト 2013 参加者トレーニング

2013/8/31 1

- Visual Studio / C# で簡単に制御できるセンサー・マイコンボード -

Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 2

.NET Gadgeteer とは？◦ ハードウェア

◦ ソフトウェア

◦ 利用目的

.NET Gadgeteer の使いこなし◦ Hostとの接続方法

◦ 電源供給

◦ 注意点

動作事例

サポート情報


Microsoftリサーチが開発している.NET Micro Framework ベース組み込みシステム統合開発環境とそれを構成するモジュール製品群

MMU無しマイコン上でVisual Studioで開発した.NETアセンブリ（中間コード）をインタプリタ実行

Visual Studio のGUI操作により自動的に

モジュールの初期化コードとクラスライブラリが追加


具体的には次のもの◦ ハードウェア

専用メインボード、専用モジュール群、開発環境としての Windows PC


ROM化されたOS、組み込み用各種ドライバとライブラリ、Visual Studio用Plug In（ライブラリとGUIツール、シミュレータ）

新規モジュール開発やカスタマイズ可能◦ オープンソース

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C#/VB言語レベルでライブラリと豊富なミドルウェアを提供◦ プロトコル、グラフィック◦ ファイルシステム◦ サービス、マルチスレッド

12種以上のCPUボードと80種以上のセンサー, コントローラ, ネットワークアダプタ,コネクティビティ,ストレージデバイス, 表示デバイス等のモジュールを提供

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年譜◦ 2001 V 1.0

SPOT Watch / MSN Direct Service販売＆運用開始（US Microsoftリサーチの研究成果）

◦ 2006 V2.0Windows SideShow Device for Windows Vista

◦ 2008 V3.0◦ 2009 V4.0 for Open Source◦ 2010 V4.1 for Big Endian◦ 2010 MSN Direct Service終了◦ 2011 V4.2 with VB◦ 2011 .NET Gadgeteer 公開◦ 2012 V4.3 for VS2012


元々Microsoft が提供していたコミュニティ開発ベースのオープンソース小規模組込みシステム用実行環境ARM7 72MHz / 512KB ROM / 96KB RAM 程度で動作

少ないリソースで .NET マネージド・コードを中間コードインタプリタ (CLR) で実行をサポートする環境

多様なIOとサービスをサポートするドライバやプロトコル、ミドルウェアを最初から備える

Visual Studio + SDKの無償統合開発環境によりVisual Basic / C#で組み込みアプリケーション開発可能

Windows 開発と互換性がある強力な言語仕様


アプリケーション開発環境◦ Visual Studio 2010 または2012

無償のExpress版も対応可能 (DreamSparkも可)

◦ .NET Micro Framework 4.2 QFE1または 4.3

◦ GHI Software Package v4.2

アーキテクチャ◦ 豊富なクラスライブラリと強力なC#言語により最少10行程度でセンサー制御が可能

.NET Micoro Framework

OS / Driver

CLR Interpreter

Application / Lib.

.NET Gadgeteer

Gadgeteer アプリケーション

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メインボードとモジュール

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Sensor

モジュール

Storage

モジュールControl

モジュール

Visual

モジュールInterface

モジュール

mainboard

メインボード(ARM マイコン)

Power

モジュール

USB Aコネクタ電源供給＋デバッグ（デプロイ）

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センサー

◦ 温度湿度、大気圧、人感、加速度、照度、反射、距離、ジャイロ、コンパス、GPS、電流、ガス、水分、パルス等

入出力◦ ボタン、タッチ、ボリューム、ジョイスティック、LED、LCD

制御◦ リレー、パルス、モーター制御、ステッパー

インターフェース◦ USB、RS232、RS485、CAN、OneWire、XBee

その他◦ カメラ、ストレージ、オーディオ、ワイヤレス

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センサーシステム◦ 各種センサー類を接続・制御してHost (Armadillo-440)に接続するためのセンサーサーバー・システム

◦ 25種類以上のセンサーや入力デバイスを利用可能

アクチュエーター・システム◦ アクチュエーター：入力された信号を物理的動作に変換

例：モーター制御、パルス制御、リレー等

LEDや各種ディスプレイデバイスも一種のアクチュエーター

◦ 25種類以上のコントローラや表示デバイスを利用可能

勿論、利用しなくてもOK


シリアル (RS232C)◦ WEC 7 開発キットでは未サポート

USB (Host/Target)◦ 一部のメインボードでのみサポート

◦ USB Host 接続はWEC 7 開発キットでは未サポート

◦ USB Targetは通常 Debug で利用

WiFi / Bluetooth◦ 電波法の問題

Ethernet LAN (TCP/IP)◦ 開発 Host (Armadillo-440 + WEC7) で標準サポート

◦ アクセスポイントや変換アダプタを介して無線接続可能


REST インターフェースの採用

上記両方の接続をサポート◦ 双方の接続プログラムを自前で開発する必要がある

Armadillo-440

Gadgeteer

HttpServerHttpClientWeb Request (GET / PUT)

Web Response

Armadillo-440

Gadgeteer

HttpClientHttpServerWeb Request (GET / PUT)

Web Response


Web サーバー・コーディングの事例◦ C# Socketライブラリ

低レベル (Bind, Listen, Accept, Connect, Send, Receive)

最少100行程度

◦ NETMF http ライブラリ

Web/ http 制御に特化したインターフェース

最少50行程度

◦ Gadgeteer.WebServer ライブラリ

単純化をさらにすすめたインターフェース

最少10行程度


USB miniB◦ DC5V

◦ デバッグ、デプロイ、インターフェースと兼用

◦ 大容量電力向けには利用できない

ACアダプタ◦ AC100V/DC12V (DC7V-30V)

バッテリー◦ 単三乾電池4本

USB Client SP Module

USB Client DP Module

UC Battery 4xAA Module


ファームウェア(OS) の更新◦ 必ずFlash ROM上のファームウェア(OS)を最新版に更新

文字列処理◦ 日本語処理は全くできない（UTF8として処理）◦ 文字列操作関数はあるが書式変換機能が乏しい

ネットワーク◦ MACアドレスも含めたネットワーク設定はGHI 製ツール「FEZ_Config」を使用して設定する

◦ 一部メインボードではネットワーク機能を内蔵した専用ファームウェア(OS)を使用する必要がある

情報・ドキュメント◦ ライブラリAPI等、多くの情報が英語だけで公開


アプリケーション事例◦ センサー（温度、湿度、大気圧、ボリューム制御）

◦ Web Server / Web Client

Visual Studioを使ったプロジェクト作成

Visual Studioを使ったデプロイとデバッグ


日本語販売＆サポートページ http://tinyclr.jp/

D2Cコンテスト用上場公開＆資料配布 http://tinyclr.jp/d2c

特別割引販売 http://tinyclr.jp/13

開発・製造元 https://www.ghielectronics.com/


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◦ 利用目的

.NET Gadgeteer の使いこなし◦ Hostとの接続方法

◦ 電源供給

◦ 注意点

動作事例

サポート情報

お問い合わせ株式会社デバイスドライバーズ[email protected]

問い合わせはメールで、必ず「D2Cコンテストに参加する」と伝えて下さい。

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