Microchipの先進開発ボードでIoT設計を加速

IoT設計には、アプリケーションに適したマイクロコントローラ（MCU）と接続プロトコルの選択が不可欠です。Microchip Technologyは、このプロセスを効率化するフルスタック組み込み開発ソリューションのスイートを発表しました。

Microchipのポートフォリオは、センサとアクチュエータに最適なコンパクトなPICおよびAVR MCUから、エッジコンピューティングに適した強力な32ビットMCUゲートウェイとMPUまで幅広くカバー。これらのデバイスは、Trust PlatformのCryptoAuthenticationファミリによって支えられ、Wi-Fi、Bluetooth、5Gナローバンドを介してあらゆるコアやクラウドに接続可能です。

IoTネットワークは、ホーム、輸送、ウェアラブル、さらには人体にわたるセンサとインテリジェントデバイスを相互接続し、データ交換と自律的なアクションを可能にします。IoTの潜在能力を最大限に引き出すには、ワークフローを簡素化し、ソフトウェアからハードウェアまで実世界の課題に対処するモジュールコンポーネントを活用する必要があります。

典型的なIoTプロジェクトは、クラウド接続システム、ローカルネットワーク（イントラネット）ソリューション、レガシーデバイスをインターネットに橋渡しするゲートウェイベースアーキテクチャの3カテゴリに分類されます。

適切な開発キットの選択は、しばしば決定的な第一歩となります。クラウド接続IoTシステムをゼロから構築するにはコストと時間がかかり、複数のエンジニアリング分野の専門知識が必要です。今日の開発者は開発サイクルの長期化とセキュリティリスクの高まりに直面しており、プロトタイピングプラットフォームは迅速なイノベーションとアクセス可能なIoT設計に不可欠です。

Microchipのソリューション

Microchipの組み込み開発ソリューションは、CryptoAuthenticationファミリの堅牢なセキュリティ基盤により強化された、Wi-Fi、Bluetooth、5Gナローバンドを介したあらゆるクラウドへの高速、安全、容易な接続を実現します。

「IoTの採用は予想より遅れています」とMicrochipマーケティングディレクターのOyvind Strom氏。「ソリューションが豊富にもかかわらず、多くの顧客が躊躇しています。当社のエッジノードとゲートウェイへの注力は、使いやすさを優先しています。」

実証済みのセキュリティハードウェアと業界全体のパートナーシップを組み合わせることで、Microchipはリモートサイバー攻撃から偽造デバイス拡散まで、スペクトラム全体の脅威から保護。こうしたリスクは、全セクターで導入、回復、ブランドエクイティの損失を招く可能性があります。

Microchipは、4つのWi-FiベースIoT開発プラットフォーム、PICとAVR向け2つのBluetoothプロトタイピングボード、AWS IoT GreengrassとAzureを統合したIoTゲートウェイ、Sequansとの提携によるLTE-M/NB-IoTキットで、ラピッドプロトタイピングポートフォリオを拡充しました。

各プラットフォームは、産業、医療、コンシューマー、農業、小売アプリケーション向けに、使いやすさと迅速な反復を重視し、セキュリティを最初から組み込み。選択可能な接続オプションと、MCU/MPU性能とペリフェラル機能のフルスペクトラムにより、これらのソリューションは市場全体でスケーラブルです。

「顧客はクラウド統合の有無にかかわらずIoTソリューションを構築できます」とStrom氏。「クラウドコンピューティングは急成長中で、Google、Amazon、Microsoftがリードしています。当社は3社すべてと提携しています。AWSと共同開発したPIC-IoT WAとAVR-IoT WAボードは、AWS IoT CoreへのネイティブWi-Fi接続を可能にします。」

ボードのUSBをPCに挿すだけで、専用WebポータルがWi-Fi認証情報の入力をガイド。30秒以内にボードがAmazonクラウドへデータストリーミングを開始し、プロトタイプから量産への迅速なパスを提供。コスト効率の良いマイクロコントローラ上に構築され、堅牢なエッジノードIoTに32ビットプラットフォームが必須ではないことを実証しています。

2つのボードにはデモ用の温度センサと光センサを搭載。マイクロバス拡張ソケットは300以上のClickボードをサポートし、Microchipのエコシステムを通じて追加センサを容易に統合可能です（図1）。

図1：PIC/AVR-IoT WAボード（画像：Microchip Technology）

SAM-IoT WGボードは、人気のSAM-D21 Arm Cortex-M0+ 32ビットMicrochipラインをGoogle Cloud IoT Coreに接続します（図2）。

図2：SAM-IoT WGボード（画像：Microchip Technology）

Azure IoT SAMは、マイクロコントローラベースプラットフォームで、Azure IoT SDKとサービスをMicrochipのMPLAB Xエコシステムに統合。優れた演算能力により、オンボードデータ送信とAI駆動分析を実現します。

「予知保全、ビジョン、その他ハイエンドアプリケーションに最適なプラットフォームです」とStrom氏は説明します。

産業分野ではメンテナンスと修理にBluetoothへの依存が増しています。統合Bluetoothにより、技術者はタブレットやスマートフォンからエラーコードと診断を取得でき、機械的介入を不要にします。

PIC-BLEとAVR-BLEボードは、BLEでモバイルデバイスに接続し、BLEゲートウェイを介してクラウドに接続するPIC/AVRベースのセンサノードです（図3）。

図3：PIC/AVR-BLEボード（画像：Microchip Technology）

オンボードセキュアエレメントICがトラストのルートを確立し、認可されたデバイスのみが組み込みシステムとクラウドにリンクすることを保証。ボードには温度、光、3軸加速度センサを搭載し、外部Clickボードセンサで拡張可能。LightBlueアプリ（Google PlayとApp Storeで利用可能）を使用したカスタムアプリ開発も可能です（図4）。

図4：LightBlueアプリ（画像：Microchip Technology）

Wi-Fiはホームルーターには適していますが、クローズドネットワークにはゲートウェイソリューションが必要です。MicrochipのAWS IoT Greengrassゲートウェイは、ATSAMA5D27-WLSOM1 SoMを活用し、SAMA5D2 MPU、WILC3000 Wi-Fi/Bluetoothコンボ、MCP16502電源管理を統合しています。

「Greengrass認定ソリューションでクラウドコンピューティングをエッジにもたらします」とStrom氏。「ニアリアルタイム応答と、インターネット接続喪失時でも継続動作を提供します。」

MicrochipはSequansとのLTE-M/NB-IoT開発キットも発表。同キットはSequansのMonarchチップを採用し、ゲートウェイ層をバイパスして直接クラウド送信に適した低消費電力5Gセルラー接続を提供します。

サービスプロバイダが5Gネットワークを展開し、大量のIoTトラフィックを運ぶ態勢を整えています。LTE-MとNB-IoTの選択は地域により異なり、地域標準も様々です（図5）。Sequansの5G技術は米州、欧州、日本、中国をサポートし、Microchipが世界中の主要ネットワークでLTE-M/NB-IoT接続を提供可能にしています。

図5：LTE-MまたはNB-IoT開発キット（画像：Microchip Technology）

MicrochipのIoTソリューションは、MPLAB X IDEを中心とした広範な開発エコシステムに根差しています。MPLAB X Code Configurator（MCC）などのコードジェネレータがPICとAVRのコード作成を加速し、Harmonyライブラリがすべての32ビットMCU/MPUソリューションをサポートします。

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