組み込みシステムとは、ITの一分野であり、様々な機器やシステムに組み込まれる専用のコンピュータシステムのことを指します。組み込みシステムは、日常生活に身近な家電製品から産業機械、自動車、医療機器、通信機器、衛星など幅広い領域で利用されています。これらのシステムは、一般的なパーソナルコンピュータとは異なり、特定の目的に特化して設計され、高い信頼性とリアルタイム性が求められます。組み込みシステムの特徴の一つは、使用される環境が非常に多様であることです。
たとえば、産業用ロボットの制御システムは高温多湿な環境下で動作する必要がある一方で、宇宙船の制御システムは極端な低温や高放射線下でも正常に機能する必要があります。そのため、組み込みシステムの開発では、厳しい環境条件下でも安定して動作することが求められます。さらに、組み込みシステムはリアルタイム性が重要です。リアルタイム性とは、システムが外部からの入力を受け付けてから、処理を行い、出力を返すまでの時間が極めて短いことを指します。
特に自動車のエンジン制御システムや工場の生産ライン制御システムなど、人の安全に直結するシステムでは、ミリ秒単位の正確な処理が求められます。そのため、組み込みシステムの開発では、リアルタイムオペレーティングシステム（RTOS）の使用や、ハードウェアとソフトウェアの最適な連携が欠かせません。組み込みシステムの開発においては、ハードウェアとソフトウェアの密接な連携が欠かせません。ハードウェアとは、マイクロコントローラやセンサー、アクチュエータなどの物理的な部品のことであり、ソフトウェアとは、プログラムや制御アルゴリズムなどのソフトウェアのことを指します。
組み込みシステムでは、ハードウェアの仕様に合わせてソフトウェアを最適化する必要があります。また、ハードウェアの性能向上や省電力化などの要求にも対応するため、ハードウェアとソフトウェアの設計段階からの協力が欠かせません。組み込みシステムの開発プロセスは、一般的なソフトウェア開発とは異なる点が多くあります。例えば、組み込みシステムでは、システムの信頼性やセキュリティが非常に重要です。
車載用のブレーキシステムや医療機器の制御システムなど、万が一の障害や誤作動が発生すると深刻な事故につながる可能性があるため、信頼性の高いシステム設計とテストが欠かせません。さらに、組み込みシステムではリソースの制約も大きな課題です。一般的なパーソナルコンピュータと比べて、組み込みシステムのハードウェアリソースやメモリ容量は限られており、効率的なプログラムの開発が求められます。そのため、組み込みシステムの開発では、コンパクトなプログラムコードの作成やリソースの効率的な利用が重要となります。
組み込みシステムは、日常生活や産業現場など様々な分野で幅広く利用されています。自動車のエンジン制御や ABS システム、スマートフォンやタブレットなどのモバイルデバイス、工場の生産ライン制御システム、家電製品の制御システムなど、我々の生活に欠かせないシステムが多数組み込まれています。組み込みシステムの進化は日々進んでおり、さまざまな新しい技術や機能が組み込まれています。例えば、IoT（Internet of Things）技術を活用したスマートホームシステムやスマートファクトリーシステム、自動運転技術を搭載した自動車など、組み込みシステムの応用範囲はますます拡大しています。
組み込みシステムの発展には、ハードウェア技術とソフトウェア技術の両方が欠かせません。ハードウェアの高性能化や省電力化、ソフトウェアの高度な制御アルゴリズムやセキュリティ技術など、組み込みシステムの発展には多岐にわたる技術の融合が求められています。今後も、組み込みシステムはさらなる進化を遂げ、私たちの生活や産業のさまざまな分野で活躍することが期待されています。組み込みシステムは、様々な機器やシステムに組み込まれる専用のコンピュータシステムであり、家電製品から産業機械、自動車、医療機器、通信機器、衛星など幅広い分野で活躍している。
特徴として、厳しい環境条件下での安定動作やリアルタイム性が求められることが挙げられる。ハードウェアとソフトウェアの密接な連携が欠かせず、信頼性、セキュリティ、リソース制約に対応するための効率的な開発が必要である。IoT技術や自動運転技術など新たな機能が組み込まれ、さらなる発展が期待されている。