組み込みシステム（Embedded System）は、家電製品や産業機器、車両などに組み込まれた特定の機能を実現するためのコンピュータシステムです。
本記事では、組み込みシステムの定義、特徴、実際のアプリケーション、歴史的背景について詳しく解説します。
組み込みシステムの定義と特徴
1. 組み込みシステムとは？
組み込みシステムは、特定の機能を果たすために設計されたコンピュータシステムであり、家電製品や産業機器、乗り物などに内蔵されます。
これらは、一般的な汎用コンピュータとは異なり、機能や性能が厳格に制限されており、開発時に事前に定義されています。
特徴：リソースの制約
組み込みシステムは、安価なCPU（マイクロプロセッサ）、少ないメインメモリ（RAM）、およびROM（読み込み専用メモリ）を使用して構成されることが一般的です。
これにより、ストレージや外部入出力（I/O）が存在しないか、限られた機能のみが実装されます。
2. 組み込みソフトウェアの役割
組み込みシステムを制御するためのオペレーティングシステム（OS）は「組み込みOS」と呼ばれ、少ないリソースで安定して動作するように設計されています。
特に、機械制御においては、遅延による故障や事故を防ぐために、リアルタイムOS（RTOS）が使用されることもあります。
3. 組み込みソフトウェアの実装
具体的な機器の制御機能を実装したソフトウェアは「組み込みソフトウェア」と呼ばれ、通常は利用者による追加や変更が不要で、書き換えできないメモリ装置（ROM）に記録されます。
最近では、インターネットを通じて更新や機能追加が可能な製品も増えています。
組み込みシステムの歴史
1. 初期の発展
1970年代初頭、マイクロプロセッサの発明により、組み込みシステムの歴史が始まりました。初期の製品の一例として、インテル（Intel）社の「4004」を組み込んだ電卓が挙げられます。
これが特定用途向けの電気製品として組み込みシステムの先駆けとなりました。
2. 進化する技術
1980年代から1990年代にかけて、マイクロプロセッサやメモリの性能向上と価格低下が進むことで、複雑で高機能な電化製品への移行が加速しました。
これにより、専用回路や機械的な制御機構から、組み込みシステムへの移行が進みました。
3. 現代の普及
現在では、テレビ、ビデオレコーダー、デジタルカメラ、プリンタ、コピー機などの情報機器だけでなく、洗濯機、炊飯器、自動車、自動販売機など、日常生活のほぼすべての機械に組み込みシステムが搭載されています。
特に、スマートフォンのように汎用コンピュータに近い機能を持つ製品や、自動車に見られる高度で複雑な大規模組み込みシステムの事例が増えています。
まとめ
組み込みシステム（Embedded System）は、特定の機能を実現するために設計されたコンピュータシステムであり、様々なデバイスに広く利用されています。
リソースの制約がありながらも、安定した動作を求められるため、特有の設計やソフトウェアが必要です。
今後も、技術の進化に伴い、組み込みシステムの重要性はさらに増していくことでしょう。