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第7回の「32年ぶりの新製品も 波乱万丈だったMotorola「MC6800」」でMC6800に触れた際、「MC68000」にも多少言及した。ただMC68000は、これはこれで単体で取り上げるべきテーマな製品かと思う。 1990年代、32bitのEmbedded向けとしてMC68000とその派生型は圧倒的なシェアを持っていた。図1は2002年における話で、ちょうど1998年あたりから急速に32bitのマーケットでARMが勢いを増していった、という議論の中で示されたものだが、それでも1998年に68KはTop Shareだし、その後も微増を続けて2001年には1億ユニットを出荷、競合と目されたMIPSよりも出荷量は多い。累積で言えば間違いなく1990年代のEmbedded向け32bitでは68Kアーキテクチャが勝者だった。 1977年ごろに開発がスタート MC68000は1977年頃に開発が
いまだに多い……マルチバイブレーター回路の誤った応用回路：Wired, Weird（1/3 ページ） 10年以上前にもWired Weirdで、マルチバイブレーターの電源電圧の落とし穴について記事を掲載したが、現在でも米国製品の修理品やFacebookでの海外の投稿で、まだまだマルチバイブレーターに9Vや12Vの電圧を使ったものを多く見かける。
「世界初」とされるマイクロプロセッサ 今月ご紹介するのはGarrett AiResearchの「MP944」というプロセッサである。一応世界初のMicroprocessorである、と設計者のRay Holt氏は主張している。ただこのプロセッサ、非常に知名度が低いというか、現在のところそれを示すソースはHolt氏が提供するものに限られており、クロスリファレンスが無い。もっとも事情を鑑みるとそれも仕方ない話ではあるのだが、結果として業界で広く認知されている訳ではない。 Garrett AiResearchはもともとGarrett Corporationという名前で航空機のエンジン（それもプロペラ時代のターボプロップエンジンやターボチャージャー）を開発していた会社である。創業は1936年で、ダグラスDB-7やボーイングB-17のインタークーラーを手掛けていた。第二次世界大戦当時はB-25やB-2
先月は「MOS 6502」をご紹介したが（「ファミコンにも採用された「MOS 6502」、その末路をたどる」）、その基（？）になった「MC6800」については軽く触れただけである。とはいえこちらも一時代を築いたプロセッサであり、振り返っておくのは悪くないだろう。 Motorolaの前身であるGalvin Manufacturing Corporationは1928年に設立された。当初のビジネスはカーラジオの製造販売であり、その後はさまざまなラジオ関連製品の製造販売に手を広げた。同社がMotorolaに社名変更したのは1947年の事であり、その4年前の1943年にはIPO（新規株式公開）も果たしている。1950年代には半導体製造事業にも乗り出し、RTL/DTL/TTL/ECLのロジックチップを多数そろえたところまでは良かったが、同社はPMOSプロセスの製造方法確立に失敗した。おまけに、196
「ファミコン」にも採用された「6502」 先月の本連載では、「TMS1000」は、後に続くMCUが無かったという事で一発屋とご紹介した訳だが、今月は会社そのものが無くなってしまって一発屋と化した「MOS 6502」をご紹介したい。 MOS 6502、通称6502は、ちょっと年配の読者なら当然ご存じのはずだ。海外ならApple I/IIやCommodore PET/VIC-20、BBC Microなどさまざまなマイコンに採用された。日本ではなにしろ任天堂のファミコンに採用されたから、それはもう猛烈な数の6502が出荷されている。 ちなみに任天堂がなぜファミコンに6502を採用したかについては、任天堂の「社長が訊く『スーパーマリオ25周年』」の2ページ目あたりから言及があって、当時ちょうどリコーが6502のセカンドソースをしており、任天堂向けにその6502を強く推した事が大きかったらしい。まぁ
筆者は約50年前の1974年に大学を卒業して、大手電機メーカーに就職した。初めての仕事は、当時ベンチャー企業だった警備会社に納入される防犯装置の開発だった。入社当時はまだマイコンは広く一般には販売されておらず、主にリレーやトランジスタを使用した回路が設計されていた。この装置開発で面白い不思議な現象を経験した。 ⇒連載「Wired, Weird」バックナンバー 筆者は約50年前の1974年に大学を卒業して、大手電機メーカーに就職した。初めての仕事は、当時ベンチャー企業だった警備会社に納入される防犯装置の開発だった。入社当時はまだマイコンは広く一般には販売されておらず、主にリレーやトランジスタを使用した回路が設計されていた。担当した防犯装置は、複数のセンサー端末を監視する機器で、抵抗器とトランジスタでセンサーループを監視して感知状態をリレーで記憶し、ランプ表示させる仕様だった。 防犯装置の開発
70～80年代を駆け抜けたCPU、AMD「Am2900」：マイクロプロセッサ懐古録（4）（1/4 ページ） 今回は、1975年にAMDが開発した「Am2900」シリーズを紹介する。ビットスライス方式の同シリーズを採用して多くのミニコンが構築されたが、NMOS／CMOS化やプロセス微細化により、1980年代にはマーケットがほぼ消えていった。 AMDのマイクロプロセッサの「元」 AMDといえば、Intelに次ぐx86プロセッサを供給しているベンダーであり、特に昨今ではサーバやデスクトップのマーケットで大きく躍進。売上高や出荷数そのもので言えばまだIntelと差があるが、営業利益や株式の時価総額ではIntelを凌ぐというところまで来ている。実を言えばIntelもAMDも、もともとはFairchild Semiconductorがルーツだったりする（ただし分社化したとかではなく、どちらも創業者がF
過去13年ほどにわたっていろいろな電気機器の修理に挑戦してきたが、中には修理が完了できないものもあった。今回は修理できない要因を「リスク」として、上位10個を紹介する。 ⇒連載「Wired, Weird」バックナンバー 過去13年ほどにわたっていろいろな電気機器の修理に挑戦してきた。電源回路が不良原因に絡む修理品が多く、修理しても直せないものもあった。修理が完了できないものはいろいろな要因がある。今回は修理できない要因を「リスク」として上位10個を紹介する。依頼された修理品にこれから挙げるリスクが3個以上含まれる場合は、修理は難しく、代替品を検討した方が良いと考えている。 （1）液漏れ電解コンデンサーが実装されている基板 1985年から1995年ごろに製造された機器には、液漏れする電解コンデンサーが実装されている。電解液には強アルカリ成分が含まれるため、電解液が漏れるとパターンの断線や多層
MCUの「礎」的存在、Microchip「PIC16」：マイクロプロセッサ懐古録（3）（1/4 ページ） 今回は、MCUを語る上で欠かせない存在であり、出荷数は累計数百億個に上るであろう「PIC」シリーズを語る。とりわけ「PIC16」は、アーキテクチャどころか製品としてもまだまだ現役である。 製品が多過ぎる「PIC16」 アーキテクチャどころか製品としてまだ現役なのがMicrochip Technology（以下、Microchip）の「PIC16」だ。そもそも製品が多過ぎて、同社のPIC MCUのページを見に行っても全製品の一覧がどこにも無い。データシートを見ると、PIC16だけで155個。PIC全体で言えば573個とかになっているが、ここには「dsPIC」とか「PIC24/PIC32」なんかも入っているから、8bit PICだけで言えばもっと少ない（試しに"PIC1"で検索したら264
2007年に受注を終了した「8051」 アーキテクチャとしてはまだ現役だし、互換プロセッサが山ほど世の中にある「8051」だが、本家Intelは2007年3月に受注を終了し、とっくにEOL（End of Life）になっているという意味では、一応懐古録に入れて良い製品かと思う（図1）。 8051を語るためには、その前モデルである「Intel 8048」から話を始める必要がある。CHM（Computer History Museum）の"Oral History Panel on the Development and Promotion of the Intel 8048 Microcontroller"によれば、Intelが「4004」の後継である「4040」の出荷を開始した1974年頃、Texas Instruments（TI）は「TMS1000」を10米ドルという非常に安価な価格で提
一般的に「世界初」のプロセッサとされるのは「Intel 4004」だ。だが、それよりも前に登場し、使われていたプロセッサがある。Garrett AiResearchの「MP944」だ。だがその知名度はとても低い。その理由はなぜなのか、MP944の概要とともに語りたい。
DECの長寿コンピュータ「PDP-11」 DEC、正式にはDigital Equipment Corporationは1957年創業のミニコンメーカーであり、1992年にCOMPAQに買収されるまでの35年間にいろいろな影響をコンピュータ業界に及ぼしたメーカーである。そんなDECの代表的な製品の一つと言えるのが、1969年に登場した「PDP-11」だ。16bitのミニコンピュータであり、シリーズ最後の「PDP-11/93」「PDP-11/94」は1990年に登場、生産終了はCOMPAQ時代の1997年となっている。実に28年もの間生産されたアーキテクチャであり、1978年に「8086」でスタートして2007年の「80186」の生産終了まで続いた16bit x86（29年）にはやや及ばないものの、16bitアーキテクチャとしてはかなり長寿な方である。 ただ16bit x86に関してはいまだに
目の前で燃えたタンタルコン ～ 輸入した電気機器の不良：Wired, Weird（1/2 ページ） 顧客からの依頼を受けて電気機器を米国から輸入したが、納品前に通電して動作を確認したら、目の前で煙が出た。今回は煙が出た電気機器の確認結果を報告する。
つれない返事にがっかり....制御ICが焼けたPLC電源の修理：Wired, Weird（1/2 ページ） 古いプログラマブルコントローラー（PLC）の電源2台の修理を依頼された。この電源は1985年に発売され2012年に販売中止になった製品だった。そんなに難しい構造、回路の電源ではなさそうだ。
Bluetooth新機能「Auracast」を旧世代スマホで使う方法とは？：アシスタントアプリの開発方法を解説（1/4 ページ） 現在、Bluetooth の最新機能「Auracast ブロードキャスト オーディオ」の普及に向けた動きが加速し、対応するデバイスも続々と開発されています。一方、Auracast非対応の旧世代スマートフォンが市場拡大を妨げています。本稿では、その理由と、解決策となるスタンドアロン型Auracastアシスタントアプリ開発について解説します。 「LE Audio」と「Auracast ブロードキャスト オーディオ」 Bluetooth SIGは2022年、20年以上にも及ぶ開発の成果として、最新のオーディオ規格「LE Audio」を公開しました。そのオーディオブロードキャスト機能を担うのが、「Auracast ブロードキャスト オーディオ（以下、Auracast）」
→過去の質問一覧はこちら 素朴な疑問から技術トラブルなどマイコンユーザーのあらゆる悩みに対し、マイコンメーカーのエンジニアが回答していく連載「Q＆Aで学ぶマイコン講座」。 今回は、中級者から多く寄せられる質問です。 USB Type-Cは、給電側（ソース）／受電側（シンク）がどちらも同じ形状のコネクターですが、どのように違いを判断しているのでしょうか？ また、5V以上の電圧を出力する際、どのように制御されているのでしょうか？ マイコンでUSB Type-Cを使用して電力供給を制御する場合、どのようにすればよいのでしょうか？ USB Type-CとPower Delivery（PD）の仕様により、USB Type-Cポートを搭載した機器では、5V／9V／15Vで最大3A、20Vで最大5A、最大100Wの電力供給を行うことができます。 USB Type-CとPDでは、CCラインのプルダウン／プ
ハロゲンヒーターが突然、つかなくなった。原因を調べてみると、ヒーターを接続していたコンセントタップのプラグが焼損していた。 ⇒連載「Wired, Weird」バックナンバー 寒い朝の起床時にハロゲンヒーターを400W出力モードにして通電した。ヒーターの向きを変えるためにいったん電源を落とし、再通電したらハロゲンヒーターは動作しなくなった。ハロゲンヒーターが壊れたと思い、ヒーターの抵抗値を調べてみたが正常だった。AC電源の配線を確認すると、ハロゲンヒーターのAC配線の先に付けたコンセントタップのプラグが焼損していた。今回はコンセントが焼けた状況や原因を報告する。まずは、使用しているハロゲンヒーターを点検する。その様子を図1に示す。 自宅で使っているハロゲンヒーターだが、この点検はテスターで簡単にできる。点検方法はACケーブルプラグの先端にテスターを接続して抵抗値を確認する。800W出力モード
四級塩問題 四級塩問題とは 電解液の主成分に四級塩と呼ばれる化合物を使用した低ESRの電解コンデンサーを四級塩コンデンサーと呼び、1987年ぐらいから製造が開始されたこの種のコンデンサーが市場に出荷後4～5年で液漏れを起こして基板を腐食させた事象を指して「四級塩問題」と呼んでいます。 しかし、Wikipediaの「不良電解コンデンサ問題」の記事や巷（ちまた）で言われている四級塩問題と言えば、 1980年代後期、第四級アンモニウム塩（四級塩電解液）を用いた低ESR品と呼ばれるタイプにおいて、電解コンデンサから液漏れを起こし、基板のパターンをショートさせ回路を故障させるという事故が多発した。これは四級塩が強アルカリ性で腐食性がありシールが難しく、電極のリード線や封口のゴムを侵し液漏れを起こすというものであった。これに対し日本のメーカーは対策して克服し、国内メーカーが得意とする製品になった。（2
→過去の質問一覧はこちら 素朴な疑問から技術トラブルなどマイコンユーザーのあらゆる悩みに対し、マイコンメーカーのエンジニアが回答していく連載「Q&Aで学ぶマイコン講座」。 今回は、初心者から多く寄せられる質問です。 USBが普及する前のPCには、RS-232C（EIA-232-D/E、ANSI/TIA/EIA-232-F-1997）と呼ばれる通信機能が付いており、RS-232Cコネクターとマイコンのシリアル通信機能をつなげて、直接マイコン／PC間でデータのやりとりができました。 しかし、USBの普及により、最近のPCにはRS-232Cコネクターが付いていないため、PC側のUSBとマイコン側のシリアル通信間に変換機能を設ける必要があります。この変換機能が仮想COMポート（Virtual COM Port）です（図1）
急成長するSiCとGaNパワー半導体、その現状を知る：最新の開発動向や、用途／製造面の違い（1/2 ページ） 急激な成長を遂げるSiC（炭化ケイ素）およびGaN（窒化ガリウム）パワー半導体について、基本的な設計技術や製造方法、ターゲット用途などの現状を説明する。 SiC（炭化ケイ素）およびGaN（窒化ガリウム）パワー半導体の製品化は進み、市場シェアを急速に拡大しているところだ。フランスの市場調査会社Yole Groupによると、SiCおよびGaNデバイスは2027年末までに、パワー半導体市場全体の30％のシェアを獲得し、シリコンMOSFETやIGBTを置き換えていくという。急激な成長を遂げるこれらのWBG（ワイドバンドギャップ）半導体について、基本的な設計技術や製造方法、ターゲット用途などの現状を、正確に把握する必要があるだろう。 SiC、GaN、シリコンのすみ分け Navitas Sem
IoT（モノのインターネット）では、高精度にデータを計測、センシングする必要があります。高い精度での計測、センシングは、IoTにさまざまな利点をもたらすためです。ここでは、いかにIoTにおいて、計測／センシングの精度が重要であるかを事例を挙げつつ、考察していきます。 IoTの原理は、クラウドに接続して広がる計測のシグナルチェーン モノのインターネット（IoT）とは、センサーやコントローラを搭載した全てのデバイスをインターネットに接続したり、デバイスを相互に接続したりしようという概念に他なりません。これには、携帯電話機、家電製品、自動車、機械、機械部品、ウェアラブルデバイスなど、考え得るあらゆるものが含まれます。しかし、IoTの原理は、クラウドに接続して広がる計測のシグナルチェーンに過ぎません。 センシング部や計測部はアナログ信号をデジタルのデータストリームに変換します。このデジタルフォーマ
38年前の記憶 ～半導体製造装置の不具合改善と闘ったあの頃：Wired, Weird（1/4 ページ） 今回は筆者が38年前に経験した半導体製造装置の不具合対応の経験を報告したい。なお、機密保持の問題があり、会社名、製品名、図面などは開示できないので、ご容赦願いたい。 筆者は1985年に33歳で半導体業界へ転職した。31歳の時に転職が決まったのだが、前職の仕事の都合で退職するのに2年かかった。結果から考えると転職の時期が遅れて良かったと思う。それは、転職した当初は半導体不況の真っただ中にあり、装置を勉強するのに十分な時間が得られたからだ。また転職で故郷へと戻ったのだが、自動車の免許を持っていなかったので、仕事が終わった夕方と土日に自動車教習所に通いつつ、自転車とバスで会社に通勤をしていた。 折からの半導体不況で同じ時期に就職した優秀なエンジニアが早めに退職してしまったこともあり、半導体製造
日々、複雑化するSoC（System-on-Chip）の設計。そうした中でSoC設計に「構造化アセンブリ」を導入することで、多くの課題を解決、回避できる。そこで、構造化アセンブリについて紹介する。 SoC（System-on-Chip）のトップレベルは、設計の残りの部分と同様、RTLで定義されます。歴史的にRTLはテキストエディタにて設計されてきました。しかしながら、数十年前あたりから大規模SoCにおけるこのタスクがまったく手に負えないほど複雑になり、今では大半のSoCでその限界を超えています。これはなぜなのでしょう？ SoC内のIPの数の多さが一つの要因であることは明らかで、トップレベルでの接続数は爆発的に増えています。例えば、一つのAXIチャンネル接続が25個の信号を持っていることもあります。設計全般において複数のフレーバのAMBA-AMBA接続が急速に増えてきています。また設計者は、
⇒連載「Wired, Weird」バックナンバー 減圧ポンプに使用されるモータードライバーの不具合調査を依頼された。不具合内容は「電源を入れると欠相のアラームが発生する」ということだった。今回はモータードライバーの不具合調査を報告する。モータードライバーの制御部の写真を図1に示す。 図1はモータードライバーの制御部の全体になる。ざっと見て電源が3台、基板が2枚ほどみえる。この中から不具合部品を見つけるのはかなり難しい。不具合情報の「欠相のアラーム」から不良基板を推定するしかない。 三相電源が接続された基板はどれか？ 不具合内容の「欠相」の意味は、三相電源の3つの相電源「R」「S」「T」のうち、いずれかの相電源が供給されていないという意味なので、三相電源が接続された基板を探せばよい。3台の電源には単相しか供給されていないので、これらは除外できる。また右上のボリュームが並んだ基板には三相電源の
Appleの紛失防止タグ「AirTag」を分解：バラしてみよう！気になるテック製品（1/3 ページ） ちょうど1年前の2021年4月、業界内で長らくうわさされていたAppleの紛失防止タグ「AirTag」が正式に発表された。筆者は今回、このAirTagを分解、精査した。
オシロスコープは、電子回路のハード技術者や組み込みシステムのソフトウェア技術者にとっては必須の測定器である。オシロスコープの歴史は長く、米国のGeneral Radioが506Aというアナログオシロスコープを1931年に販売したことから始まり、現在のオシロスコープの原型となっているトリガー方式オシロスコープは、1947年にテクトロニクスが最初に販売した。現在販売されているオシロスコープはデジタル化されており、多くの機能が搭載されてさまざまな用途に応じた波形解析ができるように進化している。オシロスコープの長い歴史は、電気学会誌の2012年132巻1号に掲載されている「オシロスコープの技術変遷（松本栄寿）」に詳しく書かれている。 今回の連載記事は、オシロスコープの世界的なトップメーカーであるテクトロニクスの協力を得て、初めてオシロスコープを使う人を対象にエントリーモデルの「TBS2000B（2
→過去の質問一覧はこちら 素朴な疑問から技術トラブルなどマイコンユーザーのあらゆる悩みに対し、マイコンメーカーのエンジニアが回答していく連載「Q&Aで学ぶマイコン講座」。 今回は、初心者から多く寄せられる質問です。 マイコンのレジスタの中には、「2進化10進数（以下BCD：Binary-Coded Decimal）レジスタ」があります。そもそも、BCDとは何ですか？ なぜ一部のレジスタだけBCDなのでしょうか？ BCDレジスタはどのように扱えばよいでしょうか？ BCDとは、10進数の1桁を、0から9までを表す2進数の4桁で表現したものです。レジスタの値を16進数で表した時に、そのまま10進数として読み取れるので、10進数を扱う機能に非常に便利です。 2進数の4桁は0～15で表現できますが、これを下位の10個だけを有効な数字として取り扱います。 例えば、ある演算結果が10進数の「37」だった
インターコネクト機能として単純なクロスバー方式を採用するという選択もあり得るでしょう。しかしシステム内のエレメントの数が増え始め、さらにエレメント間の距離が意図されたクロック周期に対して長くなってくると、クロスバーではもはやどうにもならず、NoC（Network-on-Chip）方式を採用する必要があります。 前回（連載第1回）は、オンチップ通信がSoC（System on Chip）アーキテクチャの要である理由を説明しました。それらのアーキテクチャ上の意思決定が、帯域幅、スループット、QoS（Quality of Service）、消費電力、安全性、コストを決定付けるとともに、一流製品と三流製品の違いはそこに表れると紹介しました。 このように全ては通信アーキテクチャの選択から始まります。1つのチップ内で通信するエレメントの数が限られているときなら、インターコネクト機能として単純なクロスバ
電子回路に広く利用されているトランジスタは、長期間使用しているとブレークダウンに起因する劣化や破損を起こすことがある。ブレークダウンの要因は基板内に隠れていて見つけにくいが、絶対最大定格のある項目に注意を払うことで問題を解決できることがある。 →「Wired, Weird」連載一覧 トランジスタを長期間使用していると、性能が劣化したり、素子そのものが破損してしまったりすることがある。これらの現象の直接的な原因は、トランジスタのベース‐エミッタ間のブレークダウンである。しかし、ブレークダウンにつながる要因は基板内に隠れており、回路図を詳しく確認しないと見つけにくい。また、ブレークダウンが発生しても、ただちに不具合が発生しないこともある。トランジスタを使う回路設計の“落とし穴”にはまらないようにするには、ベース‐エミッタ間のブレークダウンに注意を払う必要があるのだ。 まずはトランジスタのデータ
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