マイコンの歴史(chatGPT+FAJ)
1. 誕生期(1970年代初頭)
- 1971年:インテルが 4004(世界初のマイクロプロセッサ、4ビット)を発表。これは「電卓用」として開発されたもので、CPU・メモリ・I/Oを組み合わせて制御装置に組み込む発想が生まれた。
- 1974年頃:テキサス・インスツルメンツ(TI)が TMS1000 を発表。これが「最初のマイクロコントローラ」とされる。ROM・RAM・I/Oを1チップに統合したことで、家電や産業機器に組み込みやすくなった。
2. 普及期(1970年代後半〜1980年代)
- 1971年:インテルが 4004(世界初のマイクロプロセッサ、4ビット)を発表。これは「電卓用」として開発されたもので、CPU・メモリ・I/Oを組み合わせて制御装置に組み込む発想が生まれた。
- 1974年頃:テキサス・インスツルメンツ(TI)が TMS1000 を発表。これが「最初のマイクロコントローラ」とされる。ROM・RAM・I/Oを1チップに統合したことで、家電や産業機器に組み込みやすくなった。
普及期(1970年代後半〜1980年代)
- 8ビットマイコンが主流となり、家電製品や自動車の電子制御に搭載され始めた。
- 代表例:
- Intel 8048(1976年):キーボード制御などに採用。
- Intel 8051(1980年):今でも教育用や組込みで使われるほどの長寿命アーキテクチャ。
- Zilog Z8(1978年):家電や産業機械で広く利用。
3. 多様化・高性能化(1990年代)
- 16ビット、32ビットのマイコンが登場し、自動車(エンジンECU、ABS)、産業ロボット、通信機器に利用。
- フラッシュメモリ内蔵型マイコンが普及 → 書き換え可能で開発効率が向上。
- ARMアーキテクチャの登場・普及が始まる(ARM7など)。
4.IoT・組込み時代(2000年代〜2010年代)
- 低消費電力化・無線通信(Bluetooth、Wi-Fi)対応マイコンが増える。
- ARM Cortex-M シリーズ(M0, M3, M4)が普及し、STM32やNXP、TI、Renesasなど多くのメーカーが採用。
- Arduino(2005年〜)の普及により、教育・ホビー分野でもマイコン開発が広がった。
5. 現在(2020年代〜)
- ESP32 や ESP8266(Espressif社):Wi-Fi/Bluetoothを標準搭載した安価なマイコンがIoT開発の中心に。
- RISC-Vアーキテクチャ:オープンソース命令セットを用いたマイコンが増加しつつある。
- センサー統合、AI処理(エッジAI)対応マイコンが登場(例:STM32H7 + TinyML、Renesas RAシリーズなど)。
- 医療機器、介護、スマートホーム、ロボットなど幅広い分野で活用。
まとめ(進化の流れ)
- 1970年代:最初のマイコン(TMS1000、8051など)
- 1980年代:8ビット中心に家電・産業で普及
- 1990年代:16/32ビット化、フラッシュ内蔵
- 2000年代:低消費電力・無線対応、ARM Cortex-M
- 2010年代以降:IoT・AI対応、Wi-Fi/BLE標準搭載、RISC-V登場
日本国内向けパーソナルコンピュータシリーズPC9801
NECが1982年に開発した日本国内向けパーソナルコンピュータシリーズ。Intel 8086互換CPUを搭載し、当時日本のビジネス用途やゲームシーンで高い人気を博しました。ただし、IBM PCとは互換性がありません。ゲームソフトやアプリケーションのライブラリは非常に豊富で、日本独自のプラットフォームとして存在感がありました。
PC9801のCPUとESP32の性能比較
項目 | Intel 8086 | ESP32 |
---|---|---|
発表・世代 | 1978年、PC黎明期 | 現代(2010年代)、IoT/組み込み分野向け |
CPU構成 | 16-bit CISC、シングルコア | 32-bit RISC(Xtensa LX6)、シングル/デュアル |
クロック | 5~10 MHz | 160~240 MHz |
演算性能 | 約0.3~0.8 MIPS | 最大約600 DMIPS(2コア時) |
メモリ | 外部接続式、内部SRAM/ROMなし | 内蔵SRAM・ROM・RTCメモリあり |
アドレス空間 | 1MB(20-bitアドレスバス) | モジュールによる(SPIフラッシュ等) |
無線機能 | なし | Wi-FiおよびBluetooth搭載 |
周辺I/O | 基本なし(拡張必要) | SPI, I²C, ADC, DAC, PWM, GPIO 等豊富 |
セキュリティ | なし | ハードウェア暗号化、Secure Boot 等対応 |
消費電力機能 | なし(常時5V) | 多様な省電力モード、Deep-sleep ~10μA含む |
用途 | 初期パソコン、レトロ | スマートデバイス、センサー、IoT用途など多彩 |
おむつモニターESP32使用
Intel 8086は、PCの起源を牽引した歴史的プロセッサであり、構造や動作原理を学ぶ上で非常に価値があります。一方、ESP32は通信機能付きで高性能、低消費電力、豊富なI/Oを備え、現代のIoTや組込開発に非常に適しています
- おむつモニター、おむつモニターチャイム、おむつモニターminiは、
全て共通の高性能のESP32をデュアルコアで使用しています。 - 排泄検知ロジックは全く同じです。
- 違いはGUI、通信方式、モジュールなどです。