イーサナット

Ethernut は、組み込みEthernetシステムとして使用するためのオープン ソースのハードウェアおよびソフトウェア プロジェクトです。

ハードウェア

イーサナット 3.0E
イーサナット 5.0F

現在、4つの異なるリファレンスデザイン（Ethernut 1、Ethernut 2、Ethernut 3、Ethernut 5）が存在し、すぐに使用できるボードとして入手可能です。[ 1 ]

すべてのリファレンス デザインは同じインターフェース セットを共有します。

  • イーサネットコネクタ
  • RS-232ポート
  • 電源コネクタ
  • マイクロコントローラのほぼすべてのI/Oピンは拡張ポートで利用可能

設計の主な違いは、使用されているマイクロコントローラ（Ethernut 1 & 2：8ビットAVR、Ethernut 3 & 5：32ビットARM）と利用可能なメモリサイズです。Ethernut 3ボード以降はMMCスロットが利用可能です。Ethernut 5にはUSBホストおよびデバイスインターフェースも搭載されています。

歴史

モノのインターネットのアイデアの台頭に伴い、さまざまな目的を持つさまざまなグループが、2000 年頃から既存の TCP/IP ネットワークに統合できる組み込みシステムの開発を始めました。

ほとんどが8 ビットの組み込みシステムであるため、メイン メモリが 64 kB に達するかそれを超えることはほとんどなく、リソースが限られているため、大きな課題がありました。

2000 年に、英国の開発者 Dave Hudson は、TCP/IPスタックを統合したLiquoriceというリアルタイム オペレーティング システムのソース コードをリリースしました。

もう一つの課題は、この種の開発に適したハードウェアがほとんど存在しなかったことです。当時のネットワークコントローラはほぼすべて、小型マイクロコントローラには複雑すぎるPCIバスインターフェースを採用していました。しかし、新規設計には推奨されていなかったISAバスインターフェースを備えた、まだ生産されていた数少ないコントローラの一つと、ATmega103マイクロコントローラを組み合わせてシングルボードコンピュータを開発しました。このボードのレイアウトはBSDライセンスの下で公開され、初期のオープンハードウェアプロジェクトの一つとなりました。

1年後、Hudsonはプロジェクトの作業を中止しました。しかし、Liquoriceのソースコードは、ソフトウェア開発とハードウェア開発の統合を目指す新しいEthernutプロジェクトのソフトウェア基盤として利用されました。最初の数バージョンがAVR Freaks Boardにリリースされた後、プロジェクトは2002年にSourceForgeに移行しました。

ソフトウェア

ナット/OS

これらのボード用のオープンソースオペレーティングシステムはNut/OSと呼ばれています。これはBSDライセンスに基づいてライセンスされたモジュール型のリアルタイムオペレーティングシステムです。

特徴:

Nut/OS は、組み込みセキュリティ用のwolfSSLなどの一般的なSSL/TLSライブラリによってサポートされています。

ナット/ネット

Ethernutプロジェクトは、Nut/Netと呼ばれる独自のネットワークスタックを実装しています。Nut/OSプログラムで使用するための充実したプロトコルとソケットAPIを実装しています。

サポートされているプロトコルは次のとおりです。

設定と使用方法

Nut/OSとNut/Netの設定は非常に簡単です。ソースパッケージをダウンロードした後、Nut/OSコンフィギュレータを実行すると、選択したハードウェア構成に必要なライブラリがビルドされます。

アプリケーションプログラマーは、これらのNut/OSおよびNut/Netライブラリを使用して独自のソフトウェアを開発できるようになります。Nut/OSライブラリに加え、アプリケーションプログラマーは標準Cライブラリも使用できます。プログラミング言語としてはCが用いられますが、C++もほぼサポートされています。さらに、Luaインタープリターも搭載されているため、Luaスクリプトをボード上でインタラクティブに実行できます。

Nut/OS への簡単な導入として、多数のシンプルなサンプル アプリケーションが用意されています。

サポートされているアーキテクチャ

次のアーキテクチャはサポートされていますが、積極的にメンテナンスされていません。

Bluetoothスタック

ETHチューリッヒの分散システム研究グループは、AVRベースのノードを備えた分散センサーネットワークを開発しました。これらのセンサーノードはBluetoothを介して通信します。システムソフトウェアとして、オープンソースのBluetoothスタックBTNutが使用されています。BTNutスタックはNut/OSシステムをベースとしており、Bluetoothアクセス機能によってNut/OSの機能を拡張しています。BTNutスタックは主にBTNodeセンサーノード向けに開発されましたが、他のアプリケーションにも容易に移植できます。

使用方法と可用性

ドイツのメーカー（egnite GmbH）によると、Ethernutボードの販売台数は約33,000台（2013年12月時点）です。互換ハードウェアメーカーとしては、Achatz electronics（オランダ）、proconX（オーストラリア）、Propox（ポーランド）、SOC Robotics（カナダ）、HW group sro（チェコ共和国）、thermotemp Embedded-IT（ドイツ）などが挙げられます。これらのメーカーに加え、Nut/OSオペレーティングシステムは、BTNodeセンサーネットワークETH Zurichのベースとして使用されています。

参考文献

  1. ^ 「Ethernutリファレンスボード」 . egnite GmbH . 2013年12月11日閲覧。
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