組み込みシステム開発の基礎|Arduino・Raspberry Pi・RTOSの選択

組み込みシステム(Embedded System)は機器の中に内蔵されたコンピュータです。Arduino・Raspberry Pi・RTOS搭載マイコンの特性と用途別の選択指針を解説します。

Arduinoの特性

マイクロコントローラーベース。リアルタイム処理が得意。低消費電力。スタンドアローン動作(OSなし)。電子工作・センサー制御・LEDドライブ・ステッパーモータ制御に最適。プログラミング:C/C++のサブセット言語(Arduino言語)。

Raspberry Piの特性

Linuxが動作するシングルボードコンピュータ。高い処理能力・Wi-Fi/Bluetooth標準搭載・USBポート・HDMIあり。ゲートウェイ(IoTデータ収集)・HMI(オペレーターUI)・機械学習エッジ推論に適しています。

RTOS(リアルタイムOS)とは

FreeRTOS・Zephyr・VxWorksなどのリアルタイム処理保証OSを搭載したマイコン。マイクロ秒〜ミリ秒単位の確定的(決定論的)タイミングが保証される。産業機械・自動車・医療機器の制御に必須。

選択の基準

  • センサー読み取り・簡単な制御:Arduino
  • Linux必要・高処理能力:Raspberry Pi
  • リアルタイム制御・産業用:RTOS搭載マイコン(STM32・RA等)

まとめ

組み込みシステム開発の習得は「Arduinoで電子工作→Raspberry PiでLinux/IoT→RTOSで産業用」というステップアップが実践的です。

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