スタンフォード・ソーラーカー・プロジェクト-すべての始まり

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すべての始まり

チャレンジ : 1年でソーラーカーを設計・製作

スタンフォード・ソーラーカー・プロジェクト(SSCP)は、学生が運営する非営利団体で、メンバーの環境的に持続可能な技術への情熱と、大きな挑戦心を原動力としています。この学生チームは、ソーラーカーを設計、製作し、ワールド・ソーラー・チャレンジに出場します。ワールド・ソーラー・チャレンジは、2年に1度、オーストラリアのアウトバックを横断する大陸横断レースです。車のエネルギーはすべて太陽から供給されるか、車の運動エネルギーから回収されなければなりません。ソーラーカーチームが取り組む最も複雑な問題のひとつは、パワーエレクトロニクスの効率を最適化し、タイヤ、アレイ、バッテリー、サスペンションなどのシステムからリアルタイムでデータを収集し、レース中にリアルタイムで問題を検出できるようにすることです。

2011年のレースで、SSCPの「Xenith」マシンは、21カ国から37チームが参加する中、クラス4位、総合11位に入賞しました。ゼニスカーは、STマイクロエレクトロニクスのSTM32® ARM® Cortex™-M MCUをベースとした電気システムによって制御されています。Xenithの電気システムには、最大電力点トラッカーなどの複雑なパワー・エレクトロニクスから、低電力のホイール内ワイヤレス圧力センサーまで、約20のサブシステムが含まれています。SCCPのメンバーは通常、工学のバックグラウンドがほとんどない学部生で、車両に携わりながら徐々に知識を深めていきます。しかし、プロジェクトの時間枠がもうひとつのキッカケです。「私たちは本当に短い時間サイクルで仕事をしています。「ルールが発表されたら、車を設計して製造するのに1年もありません。」

IAR Embedded Workbenchへの切り替えを含むインフラストラクチャーのアップグレード

2011年のレースが終わると、チームは次のチャレンジまでの短いダウンタイムを利用して、インフラのアップグレードを行いました。今年、チームは2013年のマシンのプログラミングと2011年のマシンのメンテナンスのために、IAR Embedded Workbenchコンパイラとデバッガツールスイートに切り替えました。ホールは、チームがIARシステムズの開発ツールを選択する際の基準を説明しました: 「ツールセットは使いやすく、開発スピードが速いことが重要です。多くのツールセットにはデバッギング・スイートがあるかもしれませんが、長い休止時間があり、コードのセクションをステップスルーするのに5分ではなく1時間かかるとしたら、それは本当に大きな違いです。 IARシステムズの開発ツールを評価した後、ホールは次のように付け加えました。「私たちは、使いやすく、デバッグが本当に速い安定したツールセットを求めていました。IAR Embedded Workbenchは、ほとんどデスクトップデバッグのようなもので、少なくとも組込みの世界では、私が見つけた中で最も近いものでした。」
このようなタイトな設計スケジュールでは、設計ツールの習得が容易であることも重要な基準でしたが、ここでも IAR Embedded Workbench は優れていました。「この点でも、IAR Embedded Workbench は優れていました。「最初にダウンロードしてから、別のツールセットのプロジェクトをIAR Embedded Workbenchで実行し、デバッグするまで、約1時間45分でした。本当にシンプルで速かったです。solar_small

 

IAR システムズの開発ツールのいくつかは、チームにとって特に有用でした。IAR Embedded Workbench では、コード中の printf 呼び出しがプログラマを経由して内蔵のコンソールウィンドウに送られ、最も簡単で軽量なデバッグツールの 1 つとなります。IAR Embedded Workbench は、SSCP で使用されるリアルタイムオペレーティングシステム FreeRTOS のデバッグサポートも提供します。FreeRTOSはマルチスレッドとスレッドセーフキューを提供し、チームはコードをよりきれいにカプセル化し、あるボードから他のボードにモジュールを統合することができました。この機能の裏返しとして、デバッグがより複雑になる可能性があります。幸いなことに、IAR Embedded Workbench は、実行中のスレッドとキューの状態を監視し、その情報をデバッグビューで利用できるようにしています。チームは、コンパイラコードに対するツールの警告にも感心しました。この警告は、チームがテス トで見逃していた問題、そして以前使用していたコンパイラも見逃していた問題を提起してくれました。
ホール氏はまた、他の多くのツールベンダーが GCC オープンソースコンパイラを使用している一方で、IAR システムズは組込み開発用に独自のコンパイラを作成しており、リアルタイム、高信頼性、またはセーフティ・クリティカルなアプリケーションで使用される、より厳格な C 規格をオンにする機能などの貴重なコンパイラフラグを提供していることを指摘しました。「私たちは時々そのようなコードを書くので、本当に便利だと思いました。「コンパイラのパフォーマンスも向上しているので、コードの最適化に時間をかけなくてもよくなりました。
20以上のサブシステムがあり、そのすべてがSTM32マイクロコントローラ・ファミリーをベースにしているため、IARシステムズとSTMicroelectronics社との緊密な協力関係も、チームがツールスイートを選択する上で重要な要素でした。SSCPのレガシーハードウェアはSTM32 F1チップを使用していますが、2013年のワールド・ソーラー・チャレンジに出場する車両はSTM32 F4デバイスのみを使用しています。チームは、IARシステムズがこれらの新しいチップをサポートするためにコンパイラとレジスタのアップデートを展開するスピードに感銘を受けました。

学んだ技術を産業界に

1989年以来、スタンフォード・ソーラーカー・プロジェクトは、9世代にわたって受賞歴のある車両を育成してきました。SSCPを卒業したメンバーは、テスラ・モーターズやナノソーラー社など、今日の最先端技術や企業、またがん治療薬の研究やソフトウェアのマーケティングなど、さまざまな分野で活躍しています。チームは1台の車しか生産しないため、革新的な新技術が市販車に搭載されるずっと前に使用されることもしばしば。例えば、炭素繊維は20年以上前から広範囲に使用されており、リチウムイオン電池は市販車に搭載される5年以上前の2000年代初頭からパックに使用されています。

元チームメンバーは、SSCP で最初に開発したスキルの多くを活用しています。チームメンバーが卒業し、産業界に移ったとしても、IARシステムズの幅広いシリコンベンダーとオペレーティングシステムベンダーのサポートにより、彼らはその経験を、プラットフォームに関係なく、企業のプロジェクトに直接適用することができます。
IARシステムズのような業界リーダーのサポートにより、スタンフォード・ソーラーカー・プロジェクトは、現在利用可能な最も革新的な技術を利用することができ、明日のソリューションの創造を支援します。IAR Embedded Workbenchについて、ホール氏は次のように述べています。