産業機器の機能安全システムの開発を大幅に軽減できる「RX72N Functional Safety Reference Board」好評発売中！

　今回は、産業機器の開発において機能安全に配慮した設計を可能にするルネサスエレクトロニクス社の評価ボード「RX72N Functional Safety Reference Board」をご紹介します。

　機能安全とは、安全を確保するための機能を導入することで許容できないリスクがない状態にすることです。機能安全を実装するために有効な手法を規定したものが機能安全規格で、IEC61508(JIS C 0508)として定められています。IEC61508は、IEC(国際電気標準会議)が制定した基本安全規格で、装置産業における電気・電子・プログラマブル電子(E/E/PE)に関する国際規格です。E/E/PEの故障や障害により人命や環境などに大きな影響を与えるものなどを対象とします。機械だけで構成される装置はIEC61508の対象外で、プラントや発電所、機械、自動車、鉄道、医療機器などで使用されるソフトウェアを含めて安全性を高めるための規格です。

　ただし、業種ごとに安全に対する手段や考え方が異なるため、それぞれの業種ごとに定められた規格も存在し、たとえば自動車分野ではISO26262が規定されています。これらの規格では、機能安全を実装する際に必要な要件を満たすための指標が定められていて、IEC61508ではSIL(Safety Integrity Level)、ISO26262ではASIL(Automotive Safety Integrity Level)で表されます。SILは、確率的な指標(作動要求当たりの機能失敗平均確率、安全機能の危険側失敗の平均頻度)を基に、SIL1(低)～SIL4(高)で表しています。ASILは、故障を引き起こす原因を分類することで、危険を防止したり緩和したりするための目標を立てる指標とし、A(低)～D(高)の4段階で表しています。IEC61508のSIL3が、ISO26262のASIL Dと同程度の指標となります。

＜　RX72N Functional Safety Reference Boardの外観　＞

　現在は、製造設備などではIEC61508の認証が必須となってきているため、機能安全を考慮した設計と評価が不可欠になっています。ルネサスエレクトロニクス社は、SIL3認証済みソフトウェアキットとリファレンスボードを開発しており、これにより産業機器の機能安全システムの開発を大幅に軽減することができます。

＜　RX72N Functional Safety Reference Boardのブロック図　＞

　「RX72N Functional Safety Reference Board」は、240MHzで動作する32ビットMPUのRX72Nを2個搭載し、2重化構成の冗長安全システムになっています。ボードにはマニュアル、回路図、部品表が付属し、MCUの各端子が拡張コネクタに接続されているため、ユーザーの既存システムと組み合わせた疑似環境を構築できます。さらに、SIL3システムソフトウェアキットとセルフテストソフトウェアキットにより、MPUの安全モニタリングと診断タスクをすべて実行することができます。

●RX72N Functional Safety Reference Boardの主な仕様
・搭載MPU：RX72(R5F572NNDDFP)×2、240MHz、RXv3コア、
　　　　　　フラッシュROM 4MB、RAM 1MB、E2データフラッシュ32KB
・電源電圧：24V(推奨電圧範囲22V～26V)
・電源電流：最大1.0A
・供給方法：DCジャックまたは電源コネクタから選択
・ステータス表示用LED(電源LED、リセットLED、ソフトウェア制御用LED) ×2
・E2エミュレータLite用コネクタ(JTAG接続) ×2
・PCとの接続用miniUSB-Bコネクタ ×2
・16ピンコネクタ(ネットワーク通信ボード用) ×2、40ピンコネクタ(ドライブ制御盤用) ×2
・6種類のスイッチ、3種類のジャンパー
・外部クロック用テストピン ×2

RX72N Functional Safety Reference Board 【RTK0EF0058D02001BJ】　85,800円

　マルツエレック×ZEPエンジニアリングは、学習意欲の高いエンジニアの皆さまにとって真に役立つ技術セミナーをご提供します。そして今回、「カルマン・フィルタ入門」と「ソフトウェア無線入門」の2本の技術セミナーを企画いたしました。この機会に是非ご参加ください。

■確率・統計処理＆真値推定！カルマン・フィルタ入門
　～高校数学から倒立振子の設計まで！システムの数理モデルで雑音を取り除く～
　　(2日間コース、700頁テキスト/弁当付き)

　本セミナの主題は、真値推定アルゴリズムの一種である「カルマン・フィルタ」を理解することです。カルマン・フィルタは、自動運転をはじめとする高精度自動制御やデータ解析の分野におけるキーテクノロジで、人工衛星や飛行機の位置の予測やカーナビゲーションの自動車の位置の予測などに応用されています。本セミナでは「倒立振子ロボット」を題材として、カルマン・フィルタの理論と実装方法を解説します。

●講義内容
　第1日目
　(1)イントロダクション
　(2)数学(初等関数、微分/積分、線形代数)
　(3)力学(ニュートンの運動方程式、ラグランジュの運動方程式、
　　 倒立振子ロボットの力学モデル作成)
　第2日目
　(4)現代制御理論(状態方程式、可制御性/可観測性、安定性、
　　 状態フィードバック、オブザーバ、最適制御)
　(5)確率・統計(統計の基礎、確率論の基礎、確率変数と確率分布、正規分布)
　(6)カルマン・フィルタ(最大事後確率推定、カルマン・フィルタの
　　 アルゴリズムの導出、カルマン・フィルタの実装方法)

●講師　　：別府伸耕(リニア・テック代表)
●開催日時：2020年10月31日(土)、11月1日(日)各10：00～17：00
●会場　　：東京都千代田区外神田5-2-2 セイキ第一ビル7F 【地図・アクセス】
●定員　　：6名(定員に達し次第受付終了)

確率・統計処理＆真値推定！カルマン・フィルタ入門 【Z-IP01-WS】　49,800円
確率・統計ロボティクス学習キット 【MZIP-01】　19,800円

　
■計測＆無線通信のためのディジタル信号処理回路開発
　～14ビットA-Dコンバータ＆80dB可変ゲイン・アンプ搭載キットを動かしながら学ぶ～
　　(2日間コース、キット/テキスト/弁当付き)

　SDR(Software Defined Radio：ソフトウェア無線機)は、ソフトウェアで定義された無線機です。ハードウェアに手を加えることなく、プログラミングによって計測器や無線機などを実現します。SDRは、動作速度が高速で並列処理が可能なFPGAなどのハードウェアを利用します。

　そこで、FPGA内部に信号処理ブロックを作り込んでおき、各機能ブロック間の接続を切り替える方法を考案しました。この方法を使用すると、さまざまなSDR回路をソフトウェア制御だけで瞬時に構成できます。すなわち、FPGAをコンパイルせずに、ブロック図を編集するだけでハードウェアを自由にカスタマイズできるわけです。

　本セミナでは、このしくみをもつキット「MZ-SDR Block HF2」を動かしながら、SDR受信機を作ります。

●講義内容
　第1日目「はじめてのSDR」
　(1)SDRブロックの心臓部「マトリックス・スイッチ」
　(2)各機能ブロックの説明
　(3)機能ブロックを編集するアプリ「SDR ASM」
　(4)波形観測とFFT
　(5)ノイズの測定方法
　第2日目「ディジタル・ラジオの製作」
　(6)S/Nとレベル・チャート
　(7)変調と復調
　(8)I/Q変復調
　(9)AMラジオの実装
　(10)機器に組み込むためのノウハウ

●講師　　：加藤隆志(株式会社ラジアン代表)
●開催日時：2020年12月10日(木)、12月11日(金)各10：00～17：00
●会場　　：東京都千代田区外神田5-2-2 セイキ第一ビル7F 【地図・アクセス】
●定員　　：6名(定員に達し次第受付終了)

●実習用配布キット：SDRトランシーバ「MZ-SDR Block HF2」
●ご持参いただきたいもの
　・Windows10パソコン(FTDIドライバがインストールされたもの)

計測＆無線通信のためのディジタル信号処理回路開発 【Z-SDRHF2-WS】　98,000円