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![ちょっとだけRubyのコード（２）
● 配列をソートして，値が大きい順に３つ出力する
def top3(ary)
p ary.sort.reverse[0..2]
end
top3( [2,4,6,1,3,5] )
top3( [2.1, 4.2, 6.3, 1.4, 3.5, 5.6] )
top3( ["apple", "orange", "banana", "melon", "kiwi", "grape"
] )](https://image.slidesharecdn.com/mruby-141121135812-conversion-gate01/75/ET2014-mruby-Ruby-12-2048.jpg)
Uploaded byKazuaki Tanaka
ET2014資料： mruby プログラム言語Rubyによる組込みソト開発
ET2014発表資料 mruby〜プログラム言語Rubyによる組込みソト開発
ET2014資料： mruby プログラム言語Rubyによる組込みソト開発
- 1. mruby プログラム言語Rubyによる組込みソト開発 九州工業大学 田中 和明 軽量Rubyフォーラム Rubyアソシエーション 2014年11月20日 ET2014 スペシャルセッション C-2
- 2. 講演の内容 ● mruby概要紹介 – 九州工業大学， 田中 和明 ● mrubyデバッガ紹介 – 福岡CSK， 三牧 弘司 ● NPO法人 軽量Rubyフォーラムの紹介 – NPO法人軽量Rubyフォーラム， 石井 宏昌 ● 事例紹介： mrubyを使ったWebサーバの機能拡張 – 京都大学， 松本 亮介
- 3. 自己紹介 ● 田中和明（たなか かずあき） ● 九州工業大学 情報工学部 機械情報工学科 ● 情報で機械を動かす教育・研究
- 4. 研究室運営の悩み ● 組込みソフトウェアの開発環境の習得に 相当の時間がかかる ● 研究対象のデバイスごとに環境が異なる – 新しいデバイスが登場して，昨年までの開発環境を うまく動かせない ● 本当にやりたいのは，アルゴリズムの実装 – デバイスに対する要求はそれほど高くない
- 5. こんな事ができると嬉しい ● ハードを作ったので，動かしたい – I/Oを簡単に制御したい （Arduinoもあるけどもう少し複雑なことをしたい） ● ロボットを動かしたい – モータ制御が目的ではなく， センサ取得〜アクチュエータ駆動の仕組みを作りたい ● 試行錯誤しながらシステムを開発したい ● システムを設計したい – アルゴリズムを書きたい
- 6. 組込みシステムの課題 ● 組込みシステムはソフト＋ハードで構成される ● 近年の高機能化・高付加価値化により， ソフトウェアは複雑・大規模になっている ● コストの問題 ● 開発期間の問題
- 7. 組み込みシステム開発のイメージ（１） ソフトウェア＋ハードウェア ●開発者はソフト＋ハードの両方を知っていること！ ● （例） エンジンコントローラの実装 – エンジンのサイクルに同期した制御 – 厳密なタイミングによる制御 確かに， ソフト＋ハードを 熟知している 必要がある
- 8. 組み込みシステム開発のイメージ（２） ソフトウェアの領域が広がっている ●（例） NC工作機械のUIを変更する – 複雑な変更ではない – ライン全体を考慮するものではない – 現状はこのようなソフトウェアでも相当なコストがかかる （C言語で記述し，他の部分と密に結合する） ● 本当にやりたいのは一部分であるが， システム全体の変更を伴う 多くは部分的な 開発（変更）で 十分である
- 9. 組込みシステムの開発の 効率を高めたい ●「エンジンコントローラの実装」 ● 「NC工作機械のUI変更」 ● 後者のソフトウェア開発の効率を高めたい
- 10. なぜRubyを使うのか？ ● 可読性が高い – プログラムが書きやすい – プログラムが読みやすい – 抽象化により，アルゴリズムが明確になる ● プログラムの行数が少ない – 不具合の埋め込みが少なくなる
- 11. ちょっとだけRubyのコード（１） #include <stdio.h> int main(void) { int i; int n = 0; for( i=1 ; i<=100 ; i++ ){ n = n + i; } printf("sum = %dn", n); return 0; } n = 0 for i in 1..100 do n = n + i end puts "sum = #{n}" n = (1..100).inject(:+) puts "sum = #{n}"
- 12. ちょっとだけRubyのコード（２） ● 配列をソートして，値が大きい順に３つ出力する def top3(ary) p ary.sort.reverse[0..2] end top3( [2,4,6,1,3,5] ) top3( [2.1, 4.2, 6.3, 1.4, 3.5, 5.6] ) top3( ["apple", "orange", "banana", "melon", "kiwi", "grape" ] )
- 13. 参考 ● ISO/IEC30170 の Introduction Ruby is an object-oriented scripting language designed to be developer-friendly, productive and intuitive. ● JIS X 3017 の 序文 Ruby言語は，開発者の利便性を高めることを最大の目的 として設計されており，言語仕様自体の簡潔さ及び処理 系実装の簡便さより，アプリケーション開発における開 発効率及び直感的な動作記述が優先されている．
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- 16. Rubyを組込み機器で使いたい しかし， ●従来のRubyは多くのメモリが必要 – Hello, world でも数メガ ● OS，ファイルシステムが必要 – RTOSでは動かすのも一苦労 ● ソースコード丸見え
- 17. mruby（軽量Ruby） ● 経済産業省 平成22年度 地域イノベーション創出研究開発事業 「軽量Rubyを用いた組込みプラットフォームの研究・開発」 ● 福岡CSK，ネットワーク応用通信研究所，九州工業大学 ● 東芝情報システム，福岡県 ● 成果 – mruby (オープンソースとして公開） – mrubyの適用領域についての調査 – mrubyチップ化の検討（FPGAによる試作）
- 18. 軽量Ruby 完成しました ●「軽量Rubyを用いた組込みプラットフォームの研 究・開発」 – 事業計画書では，16MBで動作するソフトウェア – できたものは，400KBで動作した！ – 予想していたよりも，幅広く使えそう ● オープンソースとして公開
- 19. mrubyが目指すもの ● 組込みソフトのうち， 簡単に変更できる（変更したい）部分に適用する – 試作 – カスタマイズ – ユーザインターフェース – 通信関連 ● 限られた資源で動作する – メモリ ● さまざまな環境で動作する
- 20. Ruby/mrubyの仕組み Rubyプログラムmrubyプログラム プログラムの解析・解釈 プログラムの実行 プログラムの解析・解釈 mrubyバイトコード プログラムの実行 すべて実行環境で 処理される 多くの資源が必要 開発環境 実行環境
- 21. mrubyのツール mrubyプログラム プログラムの解析・解釈 mrubyバイトコード プログラムの実行 mrubyコンパイラ mruby VM（バーチャルマシン）
- 22. mrubyVM ● mrubyVMが コンパイル済みのバイトコードを逐次実行する mrubyアプリケーション （バイトコード） mrubyVM ドライバなど ハードウェア ターゲットデバイス mrubyアプリケーション （ソースコード） mruby コンパイラ mrubyアプリケーション （バイトコード） 開発環境
- 23. mruby VMの特徴 ●さまざまな環境で動作する – Cコンパイラが動けば良い → 組込み環境のほとんどすべてで使える – 機能の拡張が容易 → ハードウェアに依存する機能を追加できる
- 24. mruby VM 拡張の例 ● mruby学習キット，ILC社（広島） EAPL-Trainer mruby 開発するmrubyアプリケーション mrubyVM （オープンソース） GUI部品液晶 ドライバ マイコン用 ドライバ ルネサス社 SAKURAボード mrubyVMの拡張 ILC社が 持っている 技術 mrubyによるマイコン開発が可能となる
- 25. 研究成果の一部（１） led_red =0 while true do lum = 0 while lum <= 255 do pwm led_red, lum delay adc() lum += 1 end lum = 0 while lum <= 255 do pwm led_red, 255-lum delay adc() lum += 1 end end mrubyアプリケーション （バイトコード） mrubyVM ドライバなど ハードウェア pwm delay adc
- 26. 研究成果の一部（2） start loopdo trace right trace left trace right end mrubyアプリケーション （バイトコード） mrubyVM ドライバなど ハードウェア start trace right left
- 27. ちょっと待て！？ mrubyアプリケーション （バイトコード） mrubyVM ドライバなど ハードウェア ターゲットデバイス mrubyアプリケーション （ソースコード） mruby コンパイラ mrubyアプリケーション （バイトコード） 開発環境 start trace right left コンパイルできるのか？ デバッグできるのか？
- 28. 答え ● コンパイルできるのか？ – コンパイル時は，関数呼び出しの解決をしない – 実行時に関数名で解決する ● デバッグできるのか？ 解１ – デバッガ ● デバッグできるのか？ 解２ – PC用のVMを作っておく – VMにデバイスと同じ関数を用意して，実行する
- 29. GET mruby ! ● NPO法人 軽量Rubyフォーラム から http://forum.mruby.org/ http://forum.mruby.org/download/source/mruby-1.1.0.tar.gz ● GitHub から https://github.com/mruby-Forum/mruby