【応用情報技術者】ハードウェアの用語メモ

【応用情報技術者】ハードウェアの用語メモ

DRAM(Dynamic Random Access Memory)

DRAM(Dynamic Random Access Memory)のメモリセルは、トランジスタ1個とコンデンサ(キャパシタともいう)1個の組で構成され、コンデンサに蓄えた電荷の有無により1ビットの情報を保持する仕組みになっています。電源供給が無くなると記憶情報も失われるため揮発性メモリに分類されます。コンデンサに蓄えた電荷は時間がたつと失われてしまうため、データ保持を目的とした定期的なリフレッシュ操作が必要です

ECCメモリ

ECCメモリ(Error Check and Correct memory)は、誤り訂正符号としてハミング符号や垂直水平パリティを用いることで、記録内容に発生した誤りを検知＆訂正できる機能をもつメモリです。

• 障害発生時の影響が大きいサーバにおいて，誤り訂正に使われる。

ESD(Electrostatic Discharge)破壊

• 静電気放電によって，半導体素子が破壊されてしまう現象

FPGA

FPGA（Field-Programmable Gate Array）は、デジタル回路を実装するための柔軟なハードウェアプラットフォームです。FPGAは、プログラム可能なロジックブロックとプログラム可能な接続を備えた集積回路で構成されており、ユーザーがデジタル回路を設計し、プログラムしてカスタマイズできることが特徴です。

• 論理回路を基板上に実装した後で再プログラムできる集積回路

NAND回路

NAND(Not AND)の名称どおりAND回路の逆を出力する回路で、2つの入力がともに”1″のときだけ”0″を出力し、それ以外の入力では”1″を出力します。

NFC(Near Field Communication)

NFC（Near Field Communication）は、近距離通信技術の一つで、無線通信を利用して短い距離でデータを交換するために使用されます。NFCは、スマートフォン、タブレット、スマートカード、RFIDタグなどのデバイス間で情報をやり取りするために広く使用されています。

NFC(Near Field Communication)は、数cm～10cm程度の至近距離での無線通信を行う国際標準規格です。非接触型ICカードの技術に基づいて携帯電話やウエアラブルデバイスなどに搭載されることを前提として開発されたものであり、おサイフケータイ機能、Suicaなどの交通系ICカード、WAON、楽天Edy、nanacoなどの電子マネー系ICカードで使用されている通信技術です。

• ピアツーピアで通信する機能を備えている。

LiDAR

ライダー（LiDAR、Light Detection and Ranging）は、光を使用して距離を測定し、環境の詳細な三次元地図を作成するリモートセンシング技術です。ライダーは、レーザーパルスを送信し、それらのパルスが途中の物体に当たって跳ね返るまでの時間を測定する原理に基づいています。異なるポイントで物体までの正確な距離を記録することにより、LiDARシステムは非常に精度の高いポイントクラウドデータを生成し、さまざまなアプリケーションに使用できます。

• レーザー光をパルス状に照射し，その反射光を測定することによって，対象物の方向，距離及び形状を計測する。

HDL(Hardware Description Language)

HDL（Hardware Description Language）は、デジタル回路やハードウェアコンポーネントの設計を記述するためのプログラミング言語です。HDLを使用することで、デジタル回路を設計し、シミュレーションし、実装することが可能になります。HDLは、ハードウェア設計者やエレクトロニクスエンジニアが、論理ゲート、フリップフロップ、マルチプレクサなどのデジタル回路を記述し、プログラム可能なロジックデバイス（FPGAなど）やASIC（Application-Specific Integrated Circuit）に実装する際に使用されます。

FPGAなどに実装するディジタル回路を記述して，直接論理合成するために使用されるもの

RFIDのパッシブ方式RFタグ

RFID（Radio-Frequency Identification）は、無線通信技術を使用して物体を識別し、データを読み取るための技術です。RFIDシステムは、RFIDリーダー/ライターとRFIDタグから構成されており、RFIDタグはアクティブ方式とパッシブ方式の2つの主要なカテゴリに分かれます。

• アンテナで受け取った電力を用いて通信する。
• 微小な無線チップによる人又は物の識別及び管理

RTC(Real-Time Clock)

SoC

SoC（System on a Chip）は、単一の集積回路（IC）またはチップ上に、完全なコンピューターシステムを統合するデザインアプローチです。SoCは、プロセッサ（CPU）、メモリ、入出力インターフェース、ペリフェラル、およびその他の機能を一つのチップに統合することで、小型、省電力、高性能のシステムを実現することができます。

• 複数のチップで構成していたコンピュータシステムを，一つのチップで実現したLSI
• 必要とされる全ての機能(システム)を集積した1個の半導体チップ
• 従来はボード上で実現していたシステムを，一つのチップ上で実現したLSIのことである。

アクチュエーター

アクチュエーター（Actuator）は、電気信号、圧力、流体、温度などの入力信号を受け取り、物理的な動作や操作を実現するデバイスまたはコンポーネントを指します。アクチュエーターは、制御システム内で出力を生成し、制御対象の動作を変化させるために使用されます。

• コンピュータが出力した電気信号を力学的な運動に変える。
• エネルギー源からのパワーを，回転，直進などの動きに変換する。

ウォッチドッグタイマ

ウォッチドッグタイマ（Watchdog Timer）は、コンピュータやマイクロコントローラーなどの組み込みシステムで使用されるタイマー装置です。ウォッチドッグタイマは、システムが正常に動作しているかどうかを監視し、システムがフリーズまたはクラッシュした場合にリセットする役割を果たします

• あらかじめ設定された一定時間内にタイマがクリアされなかった場合，システム異常とみなしてシステムをリセット又は終了する。

エネルギーハーベスティング

エネルギーハーベスティング（Energy Harvesting）は、環境からエネルギーを取り込んで、電力を生成する技術やプロセスを指します。この技術は、バッテリー交換や充電が難しい場所や、低消費電力の電子デバイスやセンサーにエネルギー供給を提供するために広く使用されています。

• スイッチを押す力を電力に変換して作動するRFリモコン

コンデンサ

コンデンサ（Capacitor）は、電気エネルギーを貯蔵する電子部品の一つです。コンデンサは、二つの導体（通常は金属板や箔）の間に誘電体（絶縁体）と呼ばれる絶縁材料を挟んで配置され、電場を形成します。この構造により、コンデンサは電荷を貯蔵し、電場エネルギーを持つことができます。

• 交流電流は通すが直流電流は通さない。

ダイオード

ダイオードは、電流を一方向にしか流さない整流作用をもつ電子部品です。整流作用を利用することで、一定時間ごとの電気の流れる向きが変わる交流電流から順方向の電流のみを取り出しています。

ディジタルシグナルプロセッサ(DSP)

ディジタルシグナルプロセッサ（DSP）は、デジタル信号処理技術を実装するための専用のマイクロプロセッサまたは特殊なハードウェアです。DSPは、デジタル信号（通常は音声、音楽、画像、ビデオ、センサーデータなど）を高速かつ効率的に処理し、さまざまなアプリケーションで使用されます。

• 積和演算などの機能を内蔵しているので，ディジタルフィルタを実現するのに適している。

パワーゲーティング

フラッシュメモリ

フラッシュメモリ（Flash Memory）は、デジタルデータを永続的に保存するための不揮発性メモリデバイスで、主にコンピュータ、スマートフォン、デジタルカメラ、USBフラッシュドライブ、SSD（Solid State Drive）などのデバイスで使用されています。

• データの書換え時には，あらかじめ前のデータを消去してから書込みを行う。

リーク電流

リーク電流（Leakage Current）は、電子デバイスや電気回路において、本来の電流経路から漏れ出る電流のことを指します。通常、電子デバイスや電子回路は、特定の電流経路を通じて電気信号を伝送または制御しますが、リーク電流はその経路から外れて漏れ出る電流です。

半導体製造プロセスが微細化することによって問題となってきたリーク電流の低減手段として，適切なもの

• 使用しないブロックへの電源供給停止