Arduinoの
Arduino互換ボード
これらは Arduino IDE およびライブラリで動作します:
- シードゥイノ （Seeed Studioによる）
- 完全に Arduino と互換性があり、多くの場合よりコンパクトまたは安価です。
- Seeeduino Lotus などのバージョンには、センサーの統合を容易にする Grove ポートが含まれています。
- SparkFun レッドボード
- Arduino Unoと同じATmega328Pチップ。
- USB の互換性と堅牢性を向上させるために設計されています。
- アダフルーツメトロ
- Arduino Uno 互換。
- ATmega328 または M0/M4 (より強力な ARM) のバリエーションがあります。
- エレグー ウノ / メガ / ナノ
- Arduino ボードの安価なクローン。
- 初心者や教室での大量使用に最適です。
より強力なマイクロコントローラ
これらは、より高い処理能力または機能を提供します。
- ラズベリーパイ ピコ / ピコ W
- RP2040 チップ (デュアルコア ARM Cortex-M0+) をベースにしています。
- MicroPython、C/C++、または Arduino IDE (構成あり) でプログラム可能。
- Teensy（PJRC作）
- 非常に強力 (Cortex-M4 または M7)。オーディオ、リアルタイム制御をサポートします。
- Teensyduino アドオンを介して Arduino IDE と互換性があります。
- ESP8266 / ESP32 (Espressif 製)
- Wi-Fi（および ESP32 の場合は Bluetooth）を内蔵。
- Arduino IDE と互換性があり、IoT に最適です。
産業委員会 / 教育委員会
これらは耐久性、教育、または拡張された使用ケース向けに設計されています。
- マイクロビット（BBC）
- ARM Cortex-M0/M4。教育に最適です。
- センサー、LED、Bluetooth が内蔵されています。
- STM32 Nucleoボード
- STM32 ARM Cortex-M マイクロコントローラをベースにしています。
- Arduino ピン互換性 + STM32Cube エコシステム。
- 粒子光子/アルゴン
- クラウド接続型IoTに注力。
- Particle Cloud と連携し、Arduino のような開発をサポートします。
ラズベリーパイ
Raspberry Piの直接的な代替品
- バナナパイシリーズ （例：BPI-M5、BPI-M2 Pro）
- ARM ベース。同様のフォーム ファクターと GPIO レイアウト。
- 多くの場合、RAM が増えたり、I/O が向上したりしますが、ソフトウェアのサポートが遅れる場合があります。
- Orange Piシリーズ (例: Orange Pi 5、Orange Pi Zero 2)
- 強力な Rockchip/Allwinner ベースのボード。
- 価格の割にスペックは優れていますが、OS/ソフトウェアのサポートがあまり成熟していません。
- Rock Pi シリーズ (Radxa 作) （例：Rock Pi 4、Rock Pi 5）
- Rockchip RK3399 または RK3588 ベース (Pi 4 よりもはるかに強力)。
- Raspberry Pi よりも優れたパフォーマンスと AI アクセラレーション。
- Odroid シリーズ (Hardkernel 社) (例: Odroid-C4、Odroid-N2+、Odroid-XU4)
- ARM Cortex-A73/A55 または Exynos ベース。
- 強力で、Linux のサポートが充実しており、コミュニティが活発です。
- Libreコンピュータボード （例：Le Potato、トリチウム）
- Raspberry Pi 互換フォームファクター。
- メインライン Linux カーネルのサポート。オープンソースに重点を置いています。
より強力な SBC (エッジ AI / デスクトップ代替)
- NVIDIA Jetson シリーズ (例: Jetson Nano、Jetson Orin Nano)
- AI とコンピューター ビジョン (CUDA/GPU アクセラレーション) 向けに構築されています。
- ロボット工学や ML プロジェクトに最適です。
- ビーグルボーン ブラック / AI-64
- リアルタイム制御と I/O (PRU) に重点を置きます。
- BeagleBone AI-64 は、Jetson や Pi 5 とパワーにおいて競合します。
- UPボードシリーズ（AAEON製）
- Intel x86 ベースの SBC。
- 産業用、Windows/Linux デスクトップ、エッジ AI に適しています。
超小型ボード（Raspberry Pi Zero の競合製品）
- NanoPiシリーズ（FriendlyELEC製） （例：NanoPi Neo、NanoPi R5S）
- 小型で手頃な価格、さまざまなパフォーマンス レベルを備えています。
- ヘッドレス IoT および組み込みプロジェクトに最適です。
- ラテパンダシリーズ
- オプションの Arduino コプロセッサを搭載した Intel Atom/x86 SBC。
- PC 電源とマイクロコントローラ I/O のユニークな組み合わせ。
STM32
STM32 (STMicroelectronics 製) と直接競合し、アプリケーションに応じて同等またはより優れた機能を提供するマイクロコントローラ ファミリには次のようなものがあります。
ARM Cortex-Mの競合製品
- NXP LPC シリーズ (LPC800 / LPC1100 / LPC54000 など)
- ARM Cortex-M0/M3/M4/M33 コア。
- 低消費電力と優れた USB サポートで知られています。
- MCUXpresso による強力な IDE サポート。
- ルネサスRAおよびRXシリーズ
- RA: ARM Cortex-M (RA2、RA4、RA6、M23/M33)。
- RX: 独自の 32 ビット コア、高性能、低消費電力。
- 産業信頼性と長期の可用性。
- Nordic Semiconductor nRF52 / nRF53 シリーズ
- Bluetooth Low Energy を統合した ARM Cortex-M4/M33。
- 低電力ワイヤレス アプリケーションに最適です。
- テキサスインスツルメンツ MSP432 / Tiva C シリーズ
- MSP432: ARM Cortex-M4F、低消費電力、高精度 ADC。
- Tiva C: ARM Cortex-M4、汎用。
- Silicon Labs EFM32 Gecko シリーズ
- ARM Cortex-M0+/M3/M4。
- 極めて低い消費電力（Energy Micro 取得）。
- バッテリー駆動のデバイスに最適です。
Wi-Fi/Bluetooth搭載IoT向けチップ
- エスプレッシフ ESP32 / ESP32-S3 / ESP32-C6
- デュアルコアまたはシングルコアの RISC-V/ARM バリアント。
- Wi-Fi + BLE を内蔵。
- 低コスト、Arduino および MicroPython をサポート。
- ラズベリーパイ RP2040
- デュアルコア Cortex-M0+ (生のパワーでは STM32 レベルではありません)。
- PIO（Programmable IO）はユニークです。
- 価格とコミュニティのサポートにより人気があります。
ハイエンドSoC（より強力なタスク向け）
- NXP i.MX RTシリーズ（「クロスオーバー」MCU）
- 最大 7 MHz で動作する ARM Cortex-M600。
- MCU と MPU 間のギャップを埋めます (例: STM32H7 と i.MX RT1060)。
- Microchip SAM E / D / L シリーズ（旧 Atmel）
- ARM Cortex-M0+/M4/M7 バリアント。
- 優れた IDE (MPLAB X) で、周辺機器や TrustZone と適切に統合されます。
組み込みシステムで使用されるソフトウェア
リアルタイム オペレーティング システム (RTOS)
これらは、タイミング精度と低レイテンシが重要な場合に使用されます (例: ロボット工学、医療、自動車)。
| リアルタイムOS | 主な機能 | 競合他社 |
| FreeRTOS （Amazonより） | 軽量、ポータブル、幅広い MCU サポート、AWS 統合 | ゼファー、ちびiOS、スレッドX |
| ゼファーRTOS （Linux Foundationによる） | スケーラブルなネイティブデバイスツリーサポート、組み込みネットワーク | FreeRTOS、NuttX |
| ちびiOS/RT | 小さなフットプリント、リアルタイム、HALサポート | FreeRTOS、CMSIS-RTOS |
| ThreadX (Azure RTOS) | 決定論的、Microsoft がサポート | FreeRTOS、ゼファー |
| ライオットOS | 低消費電力、低メモリのIoTデバイス向けに設計 | コンティキ、TinyOS |
| NuttX （Apacheより） | POSIX準拠、MMUベースのプロセッサをサポート | ゼファー、Linux |
| ミクリアム uC/OS-II / III | 産業グレードの RTOS (現在は Silicon Labs の一部) | ThreadX
|
組み込みLinuxディストリビューション
エッジ コンピューティング、ゲートウェイ、メディア デバイスなどのアプリケーションで、より強力なプロセッサ (ARM Cortex-A、x86 など) に使用されます。
| Linuxディストリビューション | 主な機能 | 競合他社 |
| ヨクトプロジェクト | 組み込みシステム向けの Linux ディストリビューションを自分で構築 | ビルドルート、OpenWRT |
| ビルドルート | 軽量でシンプルな Linux rootfs ビルダー | ヨクト、アルパイン |
| OpenWrtの | ネットワーク/ルーターに特化 | DD-WRT、pfSense |
| ラズベリーパイOS | Debianベース。Raspberry Pi公式 | Armbian、Ubuntu Core |
| Ubuntu Core | IoT 向けの最小限の Snap ベースの安全な OS | ヨクト、ラズビアン |
ベアメタル / SDK / HAL
超低レイテンシとシンプルさ（OS なし）を実現:
| プラットフォーム | 主な機能 | 競合他社 |
| CMSIS（ARM） | ARMのCortex-M抽象化の標準 | STM32 HAL、Atmel ASF |
| Arduinoフレームワーク | 組み込み開発用の簡単な C/C++ ラッパー | プラットフォームIO、エネルギア |
| mbed OS（ARM製） | C++ RTOSとIoT SDKがMbed TLSに統合されました | ゼファー、FreeRTOS |
IDEとツールチェーン
| ツールチェーン / IDE | Notes | 競合他社 |
| STM32CubeIDE | STM32 HALとFreeRTOSを統合 | Keil MDK、IAR 組み込みワークベンチ |
| Keil MDK (Arm) | プロフェッショナル ARM IDE、リアルタイム デバッガー | IAR、MPLAB X |
| IAR Embedded Workbench | 高性能、業界標準 | Keil、STM32CubeIDE |
| プラットフォームIO | 多くのフレームワークをサポートする最新のクロスプラットフォーム CLI/IDE | Arduino IDE、MPLAB X |
| MPLAB X IDE (マイクロチップ) | PIC、AVR、SAMデバイス用 | Atmel Studio、Keil |
| SEGGER 組み込みスタジオ | J-Linkデバッガ統合で知られる | IAR、ケイル |
IoTに特化したソフトウェア
IoT向けリアルタイムオペレーティングシステム（RTOS）
| リアルタイムOS | 理想的な使用例 | ハイライト |
| FreeRTOS（アマゾン） | MCUベースのIoTセンサー、BLEデバイス、ホームオートメーション | 軽量、モジュール式、AWS IoT 統合、優れたコミュニティ |
| ゼファーRTOS | 産業用IoT、セキュアデバイス、BLE/Wi-Fiセンサー | スケーラブルなネイティブデバイスツリーのサポート、最新のAPI |
| ThreadX (Azure RTOS) | 消費者向けIoTデバイス、ウェアラブル | コンパクトで決定論的。Azure IoT SDK が組み込まれています。 |
| ライオットOS | 低電力制約のIoTノード | IPv6/6LoWPAN、オープンソース、省エネ |
| コンティキ-NG | 無線センサーネットワーク、6LoWPAN/CoAP | 研究で実証済み、IPv6対応、消費電力に配慮 |
| NuttX | より複雑なMCUアプリケーション向けのPOSIXライクなOS | SMPと互換性があり、ファイルシステムとTCP/IPをサポート |
エッジIoTおよびゲートウェイ向け組み込みLinux
より高機能な IoT デバイス (ゲートウェイ、スマート ハブなど) の場合:
| ディストリビューション | 理想的な使用例 | ハイライト |
| ヨクトプロジェクト | 産業用IoT向けカスタムLinuxディストリビューション | カーネルとパッケージの細かい制御 |
| ビルドルート | 制約のあるエッジデバイス向けの軽量 Linux | Yoctoよりもシンプルでビルド時間が速い |
| Ubuntu Core | セキュアゲートウェイとOTAアップデートされたIoTデバイス | 設計上安全なスナップベースのアップデート |
| OpenWrtの | ネットワーク化されたIoTゲートウェイ、ルーター | 優れたネットワークサポート、拡張可能 |
| ラズベリーパイOS / Armbian | PiベースのIoTハブ | 開発の容易さ、大規模なコミュニティ、GPIO アクセス |
SDK / フレームワーク / ミドルウェア
| プラットフォーム | 以下のためにベスト | オプション |
| Arduinoフレームワーク | IoTセンサーの迅速なプロトタイピング | シンプル、高速、幅広いハードウェアサポート |
| プラットフォームIO | クロスプラットフォームIoT開発 | ESP32、STM32、RP2040、RTOSをサポート |
| Mbed OS | ARM Cortex-M IoTデバイス | TLS、クラウド SDK、RTOS + HAL レイヤー |
| Espressif IDF (ESP32 SDK) | Wi-Fi/BLEベースのIoT | ESP32ファミリー向けに最適化された細かい制御 |
| タイニーゴー | 小規模IoT向けMCU | 実験に最適、ARM Cortex-Mにコンパイル可能 |
IoTクラウド統合（オプションのミドルウェア）
| クラウド SDK | 以下のためにベスト | Notes |
| AWS IoT Core + FreeRTOS | クラウド接続型組み込みデバイス | セキュアなOTA、MQTT、シャドウデバイス |
| Azure IoT + ThreadX / RTOS | 産業用IoT | Azure サービスとの緊密な統合 |
| Google Cloud IoT Core（サードパーティSDK） | ESP32/RPiを使ったプロトタイピング | 公式には廃止されているが使用可能 |
| ThingsBoard / Node-RED | ローカルまたはカスタムの IoT ダッシュボード | DIY/ローカル制御システムに最適 |
IoTデバイスの種類別の推奨事項
| デバイスの種類 | 推奨スタック |
| 電池駆動センサー | FreeRTOS または Zephyr + MQTT + PlatformIO |
| スマート家電（Wi-Fi） | ESP32 + FreeRTOS または Espressif IDF |
| ウェアラブル/BLEデバイス | ゼファー + ノルディック nRF52 + NimBLE |
| IoTゲートウェイ | Raspberry Pi + Ubuntu Core または Yocto + Node-RED |
| 産業用センサーノード | STM32 + ThreadX / Zephyr + MQTT/CoAP |