Osc tokyo20141019

OSC2014TOKYO_FALL@Meisei_Univ.

ロケットや自動車にも搭載！！高品質組込みシステム向けオープンソース開発 / TOPPERS プロジェクト

NPO 法人 TOPPERS プロジェクト後藤孝一（株式会社ヴィッツ）

岡山直樹（アイシン・コムクルーズ株式会社）高田正隆・松原豊（名古屋大学）

小川清 ( 名古屋市工業研究所 )堀武司（北海道立工業試験場）

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TOPPERS 公式マスコット「とぱめ」

2014 年 10 月 19 日

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この資料を御覧いただく前に

• TOPPERS プロジェクトのマスコットキャラクタ「とぱめ」のある頁は、 TOPPERS プロジェクト開発者会議実行委員会で作成した資料です。

• 「とぱめ」のいない頁は、講演者の自己紹介、講演者の組織（ TOPPERS 会員組織）の紹介およびその地方でのTOPPERS 会員の活動の紹介です。

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TOPPERS公式マスコット

「とぱめ」

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自己紹介　小川清

•技術士（情報工学）工学博士・岐阜大学非常勤講師•Minix の PC-98 版の手引作成•VZ エディタ ( アセンブラ製 ) の N5200 版の移植担当

•MISRA-C 研究会• ISO/IEC15504Process assessment part2,6,9 co-

editor

•端末間経路選択のための片方向遅延差測定方式• JAXA/IPA WOCS プログラム委員長• IPA ソフトウェアプロセス改善連携委員•TOPPERS プロジェクト理事•@kaizen_nagoya (please follow me)OSC2014Kansai@Kyoto

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他己紹介

• KOZOS• TOPPERS 開発者会議で講演していただいた。 OS 自作入門とアセ

ンブラ短歌、バイナリ歌留多などの紹介• ドット NET まいくろバンザイ倶楽部• アプリケーション開発・アイデアコンテスト 2013 に応募いただい

た• Metasepi Project • Metasepi 作戦会議 – ATS 言語を使った関数型マイコンプログラミ

ング：講師：岡部究（ Japan ATS User Group 会長）• OSC Kansai で SD カード借りた。 WOCS で発表してもらった。

• Sakura ボード• NCES の教材で採用

• ラズベリーパイ• TOPPERS/ssp 移植報告：カーネルソース勉強会 10/22 で

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ラズベリーパイ移植報告・移植の仕方

• 10/22 　 Google ハングアウトで遠隔参加可能（約２０人）

• 講師：アライブビジョンソフトウェア株式会社：高橋和浩(兵庫県明石市）

• 正式名： TOPPERS/ssp カーネルソース勉強会•主催：名古屋市工業研究所（ TOPPERS特別会員）• 参加 :無料•毎月原則第四水曜日（ 2014 年 4 月開始（ 8/20,9/24,10/22,11/26,12/24)• Google ハングアウトの URL は facebook, partake, twitter

@kaizen_nagoya で通知•今回参加できない人も翌月以降の参加者による復習予定

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組込みシステムって？

昔は，「機器に組み込む（ Embedded ）」＋「専用コンピュータ」→組込みシステム今は，「機器に組み込む」 + 「汎用コンピュータ」が増加

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TOPPERS プロジェクトとは ?

TOPPERS = Toyohashi Open Platform forEmbedded and Real-Time

Systemsプロジェクトの活動内容• ITRON 仕様の技術開発成果を出発点• 組込システム構築の基盤となる各種の高品質なオープンソースソフ

トウェアを開発するとともに，その利用技術を提供組込システム分野において， Linux のように広く使われる

　　　オープンソース OS の構築を目指す !

プロジェクトの推進主体•産学官の団体と個人が参加する産学官民連携プロジェクト• 2003 年 9 月に NPO 法人として組織化•以前は，名古屋大学（ 2002 年度までは豊橋技術科学大学）高田研

究室を中心とする任意団体として活動


組込システム応用分野

2012 年度組込みシステムにおけるリアルタイム OS の利用動向に関するアンケート調査報告書


組込システム採用プロセッサ



組込システム：プログラムサイズ


2012 年度組込みシステムにおけるリアルタイム OSの利用動向に関するアンケート調査報告書

プログラミング言語



組込システム：採用 OS



組込システム：オープンソース（ 1/2 ）

ハードウェア設計HW ： IP （ HDL ソースコード）

プログラミング言語

プログラム開発環境


組込みシステム向けオープンソース（ 2/2 ）

プログラム実行環境

リアルタイム OS

OS


TOPPERS プロジェクトの狙い

決定版の ITRON 仕様 OS の開発• ITRON 仕様がかかえる過剰な重複投資と過剰な多様性の問題を解決（または軽減）

次世代のリアルタイム OS 技術の開発• 組込みシステムの要求に合致するし， ITRON の良さを継承する次世代のリアルタイム OS 技術を開発

Linux と類似の OS をもう１つ作っても意味がない !

• オープンソースソフトウェア化により産学官の力を結集

組込みシステム開発技術と開発支援ツールの開発• 高品質な組込みシステムの効率的な開発を支援

組込みシステム技術者の育成への貢献• オープンソースソフトウェアを用いた教育コースや教材を

開発し，それを用いた教育の場を提供

ほぼ完了


総会

TOPPERS プロジェクトの組織と会員

運営委員会理事会

監事事務局

教育WG

カンファレンス実行委員会

中国普及WG

展示会運営委員会

TECS WG

英語化WG

必要な WG を機動的に設置

会長，副会長，理事運営委員（ 21 名）

事務局長開発者会議実行委員会

韓国普及WG

▶ 団体正会員： 95（企業： 94，その他： 1 ）▶ 個人正会員： 8▶ 準会員（個人）： 57▶ 特別会員： 34（団体：２ 3，個人： 11 ）

合計会員数： 194（ 2014 年 5 月 1 日時点）


TOPPERS新世代カーネル仕様 :位置付け

〜 ITRON 仕様からの発展

大規模化・複雑化信頼性・

安全性

高性能・省エネルギー

IIMPHRP

FI4IDL

JSP カーネルFDMP

SMP

ATK1

保護機能拡張

メモリ保護

時間保護

機能安全

マルチコアコンポーネント

動的オブジェクト生成

最小セット(ssp)

省エネルギー制御

TOPPERS新世代カーネル仕様

拡大適用範囲

μITRON4.0/PX

ASP カーネル

ITRON 仕様μITRON4.0 ATK2


TOPPERS新世代カーネル


主な開発成果 (1/2)TECS, SafeG, ツールTECS （ TOPPERS 組込みコンポーネントシステム）•各種のソフトウェアモジュールを部品化し，必要な部品を組

み合わせることによって大規模な組込みソフトウェアを効率的に構築するための技術（仕様とツール） mruby と連携

SafeG• 1つのマイクロプロセッサ上で，汎用 OS と RTOS を安全に共存して動作させるデュアル OSモニタ

TLV （ TraceLogVisualizer ）• RTOS等のトレースログを可視化するためのツール

TOPPERS Builder• Eclipse/CDT を用い， TOPPERS カーネルを用いた開発を支援する統合開発環境• CD-ROM だけで立ち上げられる CD-ROM イメージを用意


主な開発成果 (2/2) 教材

初級実装セミナー教材• RTOS上に組込みソフトウェアを構築する手法基礎

中級実装セミナー教材• ネットワークプログラミングやシステム設計手法

基礎１実装セミナー教材• 小規模な組込みシステム開発と RTOS基礎

基礎２実装セミナー教材• RTOS の解説とサービスコール実装体験

基礎３実装セミナー教材• RTOS を用いた組込みプラットフォーム構築手法

独立の教育コンテンツ• TOPPERS 版鹿威し， TOPPERS二足歩行ロボット教材• ET ロボコン (LEGO Mindstorm) 向け TOPPERS活用セミナー教材

中文版も用意

英語版 , 中文版も用意


主な利用事例 (1/2)

コンシューマ機器への組み込み事例

PM-A970 ( エプソン )

GT-541 ( ブラザー工業 )IPSiO GX e3300 ( リ

コー )UA-101 (Roland)

945SH（シャープ）

DO!KARAOKE（松下電器産業）


主な利用事例 (2/2)

キザシ ( スズキ )

ASTRO-H (JAXA)＜開発中＞

マイクロプレート分析装置 AP-X (協和メデック

ス )

アーク溶接機DP-350

(ダイヘン )

NC装置 OSP-P200( オークマ )H-

IIB （ JAXA)

産業機器等への組み込み事例


TOPPERS宇宙へ飛び立つ！•TOPPERS/HRP カーネルを用いた誘導制御計算機等を搭載した H-IIB ロケット。• 2012 年 7 月 21 日種子島宇宙センターから打ち上げ成功

撮影：高田広章


TOPPERS ライセンス

TOPPERS プロジェクトで独自に開発したソフトウェアには，独自のライセンス条件を設定

基本的な考え方• 組込みシステムの事情を考慮。 GNU GPL や BSD

ライセンスより自由に使えるライセンス条件• 成果をアピールすることが開発資金獲得に繋がる。どこで

どう使われているかをなるべく知りたい

ライセンスの内容•派生物をオープンする義務は課さない．派生物を販売するビジネス可能•機器に組み込んで使用する場合の実質的な義務は，利用したことを報告することのみ . 　

レポートウェア


TOPPERS ライセンス (文面 )

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< ソフトウェアの名称>Copyright (C) < 開発年 > by <著作権者 1>Copyright (C) < 開発年 > by <著作権者 2> ...

上記著作権者は，以下の (1)〜 (4) の条件を満たす場合に限り，本ソフトウェア（本ソフトウェアを改変したものを含む．以下同じ）を使用・複製・改変・再配布（以下，利用と呼ぶ）することを無償で許諾する．(1) 本ソフトウェアをソースコードの形で利用する場合には，上記の著作権表示，この利用条件および下記の

無保証規定が，そのままの形でソースコード中に含まれていること． (2) 本ソフトウェアを，ライブラリ形式など，他のソフトウェア開発に使用できる形で再配布する場合には，再配布に伴うドキュメント（利用者マニュアルなど）に，上記の著作権表示，この利用条件および下記の無保証規定を掲載すること． (3) 本ソフトウェアを，機器に組み込むなど，他のソフトウェア開発に使用できない形で再配布する場合には，次のいずれかの条件を満たすこと． (a) 再配布に伴うドキュメント（利用者マニュアルなど）に，上記の著作権表示，この利用条件および下記の無保証規定を掲載すること． (b) 再配布の形態を，別に定める方法によって， TOPPERS プロジェクトに報告すること．(4) 本ソフトウェアの利用により直接的または間接的に生じるいかなる損害からも，上記著作権者および TOPPERS プロジェクトを免責すること．また，本ソフトウェアのユーザまたはエンドユーザからのいかなる理由に基づく請求からも，上記著作権者および TOPPERS プロジェクトを免責すること．

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TOPPERS プロジェクト重点テーマ

次世代リアルタイムカーネル技術! 高信頼性・安全性・リアルタイム性を追求

• TOPPERS新世代カーネル（ ITRON 仕様からの発展）•次世代車載システム向け RTOS （ AUTOSAR 仕様をベース）

ソフトウェア部品化技術，セキュリティ向上技術• TECS （ TOPPERS 組込みコンポーネントシステム）• SafeG （高信頼組込みシステム向けデュアル OSモニタ）

組込みシステム向けプラットフォームと開発支援ツール• 開発支援ツール（シミュレータ，可視化ツール）•宇宙機向けソフトウェアプラットフォーム（ SpaceWire OS ）

技術者育成のための教材開発• プラットフォーム技術者育成のための教材• ET ロボコン向けプラットフォームと教材の提供


オープンソース発展の方向性

ビジネスの活性化重視• プロジェクト関連のビジネスを活性化させ，参加企業の

研究開発投資を引き出すことが極めて重要何でもオープンにすればよいというものではない !

• 組込みシステム分野では，オープンソースソフトウェアをベースにしたビジネスモデルが成立しやすい条件

国際展開・普及への取組み•欧米よりもアジア地域への展開を重視•中国普及のために「中国普及WG 」を設置•韓国普及のために「韓国普及WG 」を設置• ドキュメント等の英語化のために「英語化WG 」を設置

テーマ間の優先順位•積極的に取り組む会員がいるテーマから順に取り組む


TOPPERS 開発者会議とは？

• TOPPERS プロジェクト開発成果物の開発、利用に携わる会員が集まり、 1泊 2 日合宿形式で集中的に議論、開発する会議• ２００５年から、年 1 、２回開催• ２０１３年から、非会員参加可能！

主な目的• TOPPERS新世代カーネル統合仕様の検討やレビュー• 開発成果物の仕様、実装に関する、開発者間の意見交換• 開発テーマ、ロードマップなどプロジェクトの方向性の検討• 会員への開発成果物の紹介

企画・運営：開発者会議実行委員会• 2011 年 4 月組織化• 実行委員 7 名（ 2014 年 5 月現在）•毎月ミーティングを開催（ WebEx 、 skype等による参加可）


ゲストトーク 2012 「 mruby と TOPPERS 」

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軽量 Ruby フォーラム準備委員会 : 田中和明氏（左）三牧弘司氏（中）

mruby の概要と開発状況をご紹介今後の展望や TOPPERS との連携方法を議論

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ゲストトーク 2013 「 ECHONET Lite 仕様の概要」

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ECHONET Lite 仕様の概要とミドルウェア実装における課題をご紹介、今後の展望や TOPPERS との連携方法を議論

神奈川工科大学：杉村博氏（左）同スマートハウス研究センター：三浦翔氏（右）

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開発者会議：議論の様子

↑さまざまな分野の技術者の意見を踏まえ、仕様や実装の細かな部分まで議論できる

←↑議論するテーマごとに別れて、並列に議論する

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開発者会議：開催レポート

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• TOPPERS 開発者会議の開催レポート配布中•議論の内容、結果を分かりやすく解説

• ECHONET Lite の SDK で家電操作を体験•機能安全実現にパーティショニング機能活用• TOPPERS統合仕様書 DITA化で利便性向上•次世代リアルタイムカーネルの検討を開始• オープンソース AUTOSAR アプリ開発が可能！

• ハッカソンで集中開発•累計 500以上のダウンロードどなたでも、ウェブサイトからダウンロードしてご覧頂けます

http://toppers.jp/events_members.html#dev

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第 15回 TOPPERS 開発者会議 :概要

日時 :2014 年 10 月 5 日 ( 日 ), 6 日 ( 月 )会場 : リゾーピア熱海（静岡県熱海市）主な対象• TOPPERS プロジェクトの開発成果物の開発や利用を実施、検討

している方。最新の RTOS，組込みシステム技術に興味がある方•話題• 「 μT-Kernel 2.0 仕様について」越塚登氏 (東京大学 )• 「 KOZOS の活動紹介」坂井弘亮氏 (KOZOS)• 「 Space Wire ミドルウェア」高田光隆氏 ( 名古屋大学 )• 「 ECHONET Lite ミドルウェア」長島宏明氏 ( コアーズ株式会

社 )• 「 TOPPERS第３世代カーネル（時刻同期，ティックレスタイマ等）」高田広章氏 ( 名古屋大学 )

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→非会員でも参加可能！

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受賞者ET で発表！

TOPPERS プロジェクトの開発成果物使用して開発したアプリケーション

成果物活用したり、 TOPPERS プロジェクトを良くするアイデア募集！

TOPPERS を利用した楽しい・独創的なアプリケーション、実用的なア

プリケーション、わかりやすいサンプルアプリケーションを募集

アプリケーション部門活用アイデア部門TOPPERS 開発成果物の利用者に

とって有益な活用アイデアやTOPPERS プロジェクトを

より良くするアイデアを募集応募資格：国内に在住している方（グループ、法人の場合には、その代表者）なら　　　　　　誰でも　※ TOPPERS プロジェクトの会員でない方もご応募頂けます

応募期間： 2014 年 8 月 4 日（月）～ 2014 年 9 月 15 日（月）表彰：＜活用アイデア部門＞　賞金： 1万円！＜アプリケーション部門＞　賞金：金賞 5万円！！　銀賞 3万円！！　銅賞１万円＜学生賞＞　活用アイデア、アプリケーション部門に応募した学生の作品の中で

　　優秀なものに学生賞（賞金 1万円）を授与しますさらに詳しい内容、 FAQ等は以下のページで公開！http://www.toppers.jp/contest.html

CQ出版賞も

ご用意しております

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第 4回 TOPPERS ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝ･活用ｱｲﾃﾞｱコンテスト


第 3回 (2013)受賞作品 2014 年は ETで発表活用アイデア部門：

.NET Micro Framework for TOPPERS（株）デバイスドライバーズ（代表：日高亜友）

TOPPERS 活用アイデア・アプリケーション開発コンテスト主催： NPO 法人 TOPPERS プロジェクト協賛： CQ出版ウェブサイト： http://www.toppers.jp/Facebookページ： http://www.facebook.com/toppersproject

たくさんのご応募お待ちしております！

TOPPERS Realtime System Sample (RSS) の狙いリアルタイム OS の使い方をサンプルとして提供して、ユーザがサンプルを雛形にプロジェクトを始められるようにしたいメリット：• リアルタイム OS 使用方法サンプルとして使用可能• RSS を雛形にプロジェクトをはじめられる• リアルタイム OS やソフトウェア初学者に提示可能な内容

動作させるためのハードの回路図もコンテストページにて公開！

.NET Micro Framework をTOPPERS上に移植することで• リアルタイム性の確保• 容易なシステム開発• 豊富なミドルウェアサポート

をマルチプラットフォームで実現する

アプリケーション開発部門：TOPPERS Realtime System Sample(RSS)-LPCXpresso GPS Clock 　中村晋一郎 (個人 )

TOPPERS Realtime System Sample (RSS) – LPCXpresso GPS Clock

• 簡単な GPS時計を題材にした、 TOPPERS のサンプルプログラム• リアルタイム OS を使用する上で重要なポイント

（タスク間通信、優先度）等を学べ、基礎を学ぶことができるサンプルに仕上がっている

• TOPPERS のウェブサイトのコンテストページにて、ハードウェアの回路図、ソースコードも公開されています！！


TOPPERS プロジェクト :Facebookページ　

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TOPPERS最新情報・関連行事内容・写真掲載

TOPPERSFacebookページ利用者からの情報掲載

2011 年 5 月試験運用開始。 20140802現在 425 「いいね！」

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どなたでも利用できます。ぜひ「いいね！」を押してください！http://facebook.com/toppersproject

成果物利用とプロジェクト参加のお誘い

• 開発成果物はウェブサイトから自由にダウンロードできますので，ぜひご利用ください• プロジェクトの活動に参加したい方 / 活動を支援して頂ける方は，ぜひプロジェクトにご入会ください

TOPPERS プロジェクトは，組込みシステム開発に有用な高品質なオープンソースソフトウェアと教材を開発し，

組込みシステム開発に新しい標準を提案

http://www.toppers.jp/

インダストリアルコントロールの新しいスタンダードへ

… High Quality Open Source


関東地方の会員

•会員•（株）エーアイコーポレーション•（株）リコー　画像システム開発本部　第三設計センター•はじめ数十社

http://www.toppers.jp/


•特別会員•創価大学工学部　伊与田研究室

•東京都市大学　計算機ソフトウェア研究室

• （独）産業技術総合研究所知能システム研究部門

•湖南大学組込みシステム及びネットワーク研究室

まとめ

組込みシステム向けのオープンソース• 「機器に組み込まれる」＋「専用」だけでなく，

「機器に組み込まれる」＋「汎用」が増加

TOPPERS プロジェクト• 「機器に組み込まれる専用コンピュータ」を主な対象とした

ソフトウェアプラットフォーム開発• RTOS，ミドルウェア（通信， USB スタック，ファイルシステム等），開発環境，教材等をオープンソースとして公開

展示しているデモ• レゴマインドストーム EV3 倒立ロボット (mruby 連携版あり□ )

• TOPPERS初級教材のボード，テキスト• 車載用組込み OS 開発ボード

是非、 3F305 ブースに遊びにきてください！40OSC2014Kansai@Kyoto


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Embedded Technology 2014 / 組込み総合技術展• 会期 2014 年 11 月 19 日 (水 )～ 21 日 (金 )10:00～ 17:00 ただし

(木 )18:00 まで• 会　場パシフィコ横浜• 主　催一般社団法人組込みシステム技術協会• 11/21

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組込みシステム技術サマーワークショップ

• Summer Workshop on Embedded System Technologies (SWEST)

• 開催日程： 2015 年も開催予定 2014 年は８月下記で開催• 開催場所：下呂温泉水明館（岐阜県下呂市）日本三大名泉の駅前名門旅館

• TOPPERS プロジェクト協賛•合宿形式の議論 ( 開発者会議の拡大版みたいな）• TOPPERS 関連のセッション ,ポスタあり• LED-Camp の報告あり• http://swest.toppers.jp

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WOCS(JAXA/IPA) 　開催案内

• Workshop on Critical Software Systems(12thWOCS2 )

• 日時： 2015 年 1 月 20 日 (火 ) 、 21 日 (水 ) 、 22 日(木 )

• 会場：東京御茶の水ソラシティカンファレンスセンター •主催（共催）（独）宇宙航空研究開発機構（ JAXA ）情報・計算工学センター（独）情報処理推進機構 (IPA) 技術本部ソフトウェア高信頼化セン

ター• TOPPERS プロジェクト協賛• 一般講演発表日： 2014 年 1 月 21 日水曜日 (予定 )•各界の専門家による招待講演・基調講演、 JAXA, IPA による専門セミナ (1 月 20 日予定）あり。参加無料。

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非公認 NCES （会員）キャラクター「時実エリカ」


TOPPERS や NCES の活動紹介！「 Erica Tokizane 」検索！

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TOPPERS/ssp カーネルソース勉強会

• 名古屋市工業研究所（特別会員）主催、参加無料•毎月原則第四水曜日（ 2014 年 4 月開始（ 8/20,9/24,10/22,11/26,12/24)

• Google ハングアウトで遠隔参加可能（２０人まで）• URL は facebook, partake, twitter @kaizen_nagoya で通知

• 一番小さいソースコード可読！！•機能が少ない OS の基本機能に絞って理解•１時間ごとに区切って内容を変える好きな時間だけ参加可能〔 10時 ,11時、 14時、 15時、 16時の５限〕• 実際にコンパイルしたり、ロードしたりして結果を確認• ボードない人用シミュレータ環境 , GCC, MISRA-C対応

• SWEST セッション：アライブビジョンソフトウェア株式会社：高橋和浩 (兵庫県明石市）ほぼ全員短時間（ 80分）で構築

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