プログラミングは“hello, world”から始めるのが，なんとなく一般化している．新しい言語や新しい開発環境に取り組むときにとりあえず“hello, world”をやってみる．カーニハン&リッチーの『プログラミング言語C』の第一章「やさしい入門，1.1 手始めに」がオリジナルだが，いろいろな本でサンプルプログラムとして登場している．PCやデスクトップ上でアプリケーション開発を始めるのであれば，“hello, world”は手始めにふさわしい．その『プログラミング言語C』でmain()について，

　　プログラムの実行はmainの先頭から始まる

と説明してあるとおり，実際のプログラムでは目的とする処理をmainの後に書いていくことになる．

　ところが，組み込み系の場合では事情が多少異なる．組み込みの場合は，電源を入れたときから実行が始まるので，じつはmainの先頭にたどり着く前にいろいろなことをやらなくてはならない．すでにデスクトップで開発経験があり，これから組み込みでの開発を始めようとする人の場合，図1に示すようにまず方向を変えてmainの前に注目するのが良いかもしれない．

〔図1〕やさしい入門/手始めに

　mainの前にあるのがOSとコンパイラの世界である．そこでは，レジスタの設定，バスコントローラの初期化，初期化変数への初期値の設定や，C++であればグローバルオブジェクトの生成などの仕事をする．そして，main関数の先頭にコントロールが移る．

　mainの前にある世界は意外と奥が深いので，いきなり突入しないでVxWorks，OS-9，QNXなどのリアルタイムOS（以下，RTOS）と，それをポーティングした評価ボードを買ってきてソフトランディングすることも可能である．

　これらのような統合開発環境をもっているRTOSであれば，mainの前を気にしないでアプリケーションを作り始めることができる．この場合，評価ボードにブートROMを差して，イーサネットでホストと繋ぎ，いわゆるRTOSメーカーが提供する開発環境からメニューのRUNを選ぶとログウィンドウに“hello, world”と表示される．

　あるいは，telnetなどのDOSプロンプトライクな環境からspawnコマンドなどで実行させることができる場合は，デスクトップとたいして変わらない．たとえば，QNXではセルフ開発もできるので，まったく変わらないといってよいかもしれない．

　しかし，評価ボードから独自のボードに開発が移る際（この作業をポーティングと呼ぶことが多い）に，やはりmainの前の世界，つまりOSの世界に踏み込まなければならない．アプリケーション担当者とポーティング担当者を分けてしまうのも一つの選択である．そうすれば，全員でOSの世界に首を突っ込まなくても良い．ソフトランディングできるか否か，役割分担できるか否かはRTOSを選ぶ際の選択基準になる．

　もう一つ，printfの先にもOSの世界がある．デスクトップの場合，標準関数でI/O処理が可能だが，組み込み制御ソフトウェアの場合，printfを呼び出すと最終的に低レベルI/O関数が呼び出される（図2）．組み込み制御ソフトウェアでうっかりprintfと書いたりすると“write関数がありません”というエラーメッセージが表示される．このwriteのようなハードウェア環境に依存する低レベルI/O関数は，組み込み制御ソフトウェアでは自分で作らなければならない．この場合も，上記の市販RTOSでは対応済みになっている場合が多い

〔図2〕三つの世界がある

　図3がRTOSの一般的な構造だ．一般に，プロセス型RTOSは，I/Oも抽象化した形でもっている．UNIXあるいはそれ以上に拡張性のあるI/O構造をもっているものもある．抽象化したI/O構造をもっているかいないかは，ドライバの構造でわかる．単純な入出力関数とパラメータテーブルだけでドライバができてしまうRTOSは抽象化したI/O構造をもっているといえる．

〔図3〕RTOSの一般的な構造

　組み込みシステムのソフトウェア開発の大きな特徴は，mainの前やmainからリターンした後，あるいは標準関数の奥のほうも開発対象となることである．そして，この部分の開発負荷は，選択するRTOSや，サポートしている開発環境に依存する．

　RTOSを使う目的が開発期間を短縮したいためという場合には，開発負荷の軽減が重要になる．また，組み込み開発の経験が少ない場合は，ソフトランディングできることも期間短縮に貢献する．

Copyright 2001 藤倉俊幸