組み込みオペレーティングシステム
組み込みオペレーティングシステム（組み込みOS）は、特定の機能に特化したコンピュータシステムである組み込みシステムで利用されるオペレーティングシステムです。多くの場合、リアルタイムオペレーティングシステム（RTOS）としての性質も持ち合わせています。
組み込みOSの代表的なものとして、ITRON、VxWorks、LynxOS、QNX、Enea OSEなどが挙げられます。近年では、Linuxカーネルなどの汎用OSをベースに、組み込み向けにカスタマイズされたものが広く利用されるようになっています。
組み込みOS導入の主な目的は以下の通りです。
洗練された基盤の確立: デバイスドライバやAPIを通じてハードウェア制御を抽象化し、ソフトウェア開発を効率化します。
製品ラインナップ間の統一: 異なる製品間で共通の開発基盤を提供し、開発コストや期間を削減します。
複雑な制御の実現: スケジューラを活用して複雑な処理を円滑に進めます。
既存リソースの活用: オープンソースソフトウェアなどを利用して、開発リソースを有効活用します。
組み込みOSは、汎用OSと比較して以下のような違いがあります。
ROMへの組み込み: アプリケーションと共にROMに書き込まれて利用されることが一般的です。
資源の制約: コストを抑えるため、メモリ容量の小さいものが求められます。
開発者向けライセンス: 組み込みシステムの開発者向けに、ソースコードを含むライセンス形態が提供されます。
カスタマイズ性: アプリケーションに特化したカスタマイズが容易に行えるように設計されています。
リアルタイム性: リアルタイム処理を重視したスケジューラが搭載されています。
高いモジュール性: モジュール単位でのロード・アンロードが可能で、柔軟なシステム構築を支援します。
近年では、ネットワーク機能やGUIなどの高度な処理が求められる組み込みシステムにおいて、Linux、NetBSD、OpenBSD、FreeBSD、Windows XPなどの汎用OSをベースとしたものが活用されることが増えています。これにより、組み込みOSと汎用OSの境界は曖昧になりつつあります。
例えば、ブロードバンドルーターにはOpenBSDが、KIOSK端末にはNetBSDやWindowsが多く採用されています。NetBSDは、OS全体のサイズが小さいこと、読み取り専用メディアからの起動が可能であること、そして多様なアーキテクチャに対応していることから、そのシェアを拡大しています。
Linuxは、組み込み向けにカスタマイズされたディストリビューションや、リアルタイム機能を追加したカーネルが提供されており、組み込み分野での利用が広がっています。Windowsは、カスタマイズ性はオープンソースのOSに劣るものの、豊富なソフトウェア資産やWindowsパソコンと同等のGUIを備えているため、高機能端末で多く利用されています。特に、コンビニエンスストアPOS端末では、マルチメディア機能の充実度からWindowsが過半数を占めています。しかし、組み込みLinuxのマルチメディア機能の向上により、LinuxベースのPOS端末も普及し始めています。
これらのシステムを高性能端末として利用する場合、ハードウェアとしてx86系が選ばれることも多く、筐体にパーソナルコンピュータと同等の構成のハードウェアを組み込み、機器の制御に用いることがあります（例：アーケードゲーム、シールプリント機、証明写真、キオスク端末）。オペレーティングシステムには、Windows EmbeddedやDebianなどのLinuxディストリビューションが採用されることが多いです。
また、近年では、パーソナルコンピュータに即時起動機能を付与するために組み込みシステムが活用されるケースも増えています。
以下に、主要な組み込みOSのリストを示します。
eCos
Enea OSE
iOS
ITRON
Micro Embedded System (MES)
マイクロソフト
Windows Embedded Compact (Windows Embedded CE, Windows CE)
Windows 10 IoT
MS-DOS
OS-9
FreeDOS (MS-DOS 互換)
ReactOS (Microsoft Windows 互換)
Symbian OS
T-Kernel
TOPPERS
VxWorks
QNX
Smalight OS
RedHawk Linux
Valve
SteamOS
ソニー
PlayStation 3 のシステムソフトウェア
PlayStation 4 のシステムソフトウェア
PlayStation 5 のシステムソフトウェア
リアルタイムオペレーティングシステム
組み込みLinux
モバイルオペレーティングシステム
代表的な組み込みOS
組み込みOSの代表的なものとして、ITRON、VxWorks、LynxOS、QNX、Enea OSEなどが挙げられます。近年では、Linuxカーネルなどの汎用OSをベースに、組み込み向けにカスタマイズされたものが広く利用されるようになっています。
組み込みOSの特徴
組み込みOS導入の主な目的は以下の通りです。
洗練された基盤の確立: デバイスドライバやAPIを通じてハードウェア制御を抽象化し、ソフトウェア開発を効率化します。
製品ラインナップ間の統一: 異なる製品間で共通の開発基盤を提供し、開発コストや期間を削減します。
複雑な制御の実現: スケジューラを活用して複雑な処理を円滑に進めます。
既存リソースの活用: オープンソースソフトウェアなどを利用して、開発リソースを有効活用します。
組み込みOSは、汎用OSと比較して以下のような違いがあります。
ROMへの組み込み: アプリケーションと共にROMに書き込まれて利用されることが一般的です。
資源の制約: コストを抑えるため、メモリ容量の小さいものが求められます。
開発者向けライセンス: 組み込みシステムの開発者向けに、ソースコードを含むライセンス形態が提供されます。
カスタマイズ性: アプリケーションに特化したカスタマイズが容易に行えるように設計されています。
リアルタイム性: リアルタイム処理を重視したスケジューラが搭載されています。
高いモジュール性: モジュール単位でのロード・アンロードが可能で、柔軟なシステム構築を支援します。
近年の動向
近年では、ネットワーク機能やGUIなどの高度な処理が求められる組み込みシステムにおいて、Linux、NetBSD、OpenBSD、FreeBSD、Windows XPなどの汎用OSをベースとしたものが活用されることが増えています。これにより、組み込みOSと汎用OSの境界は曖昧になりつつあります。
例えば、ブロードバンドルーターにはOpenBSDが、KIOSK端末にはNetBSDやWindowsが多く採用されています。NetBSDは、OS全体のサイズが小さいこと、読み取り専用メディアからの起動が可能であること、そして多様なアーキテクチャに対応していることから、そのシェアを拡大しています。
Linuxは、組み込み向けにカスタマイズされたディストリビューションや、リアルタイム機能を追加したカーネルが提供されており、組み込み分野での利用が広がっています。Windowsは、カスタマイズ性はオープンソースのOSに劣るものの、豊富なソフトウェア資産やWindowsパソコンと同等のGUIを備えているため、高機能端末で多く利用されています。特に、コンビニエンスストアPOS端末では、マルチメディア機能の充実度からWindowsが過半数を占めています。しかし、組み込みLinuxのマルチメディア機能の向上により、LinuxベースのPOS端末も普及し始めています。
これらのシステムを高性能端末として利用する場合、ハードウェアとしてx86系が選ばれることも多く、筐体にパーソナルコンピュータと同等の構成のハードウェアを組み込み、機器の制御に用いることがあります（例：アーケードゲーム、シールプリント機、証明写真、キオスク端末）。オペレーティングシステムには、Windows EmbeddedやDebianなどのLinuxディストリビューションが採用されることが多いです。
また、近年では、パーソナルコンピュータに即時起動機能を付与するために組み込みシステムが活用されるケースも増えています。
主要な組み込みOS
以下に、主要な組み込みOSのリストを示します。
eCos
Enea OSE
iOS
ITRON
Micro Embedded System (MES)
マイクロソフト
Windows Embedded Compact (Windows Embedded CE, Windows CE)
Windows 10 IoT
MS-DOS
OS-9
FreeDOS (MS-DOS 互換)
ReactOS (Microsoft Windows 互換)
Symbian OS
T-Kernel
TOPPERS
VxWorks
QNX
Smalight OS
RedHawk Linux
Valve
SteamOS
ソニー
PlayStation 3 のシステムソフトウェア
PlayStation 4 のシステムソフトウェア
PlayStation 5 のシステムソフトウェア
関連項目
リアルタイムオペレーティングシステム
組み込みLinux
モバイルオペレーティングシステム
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