Q: 一般的な製品開発の流れを知りたい。

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A: 世の中の一般的な製品開発の流れは下記のような開発フェーズからなります。フィールドデザインでは、これらのすべてのフェーズにおいて、お客様のサポートをいたします。フィールドデザインがすべてのフェーズを行うケースであったり、お客様といっしょに開発に関わることであったり、さまざまな形態で柔軟に対応いたします。

フェーズ	内容
構想・企画	製品企画書、ユースケース、製品仕様書などの作成
１次試作	基本機能の実装
２次試作	全機能の実装、評価・各種試験
量産試作	量産用の耐久性・品質・安全性の確認、量産設備の確認
量産	工場での生産
保守・運用	製品発売後の運用、不具合修正

※量産試作は、月産1万台など、量産の数が多い場合にのみ行っているものです。

Q: ハードウェアの製造、筐体の製造などは、非常にコストがかかるので、安価に試作品を作りたい。

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A: 特に小型化や、特殊な用途でない限り、フィールドデザインでは、市販の開発ボードを組み合わせたり、市販のプラスチックケースを加工することで、ソフトウェアだけを開発し、お客様の開発コストを下げるようにしております。
ただし、ソフトウェアは、半導体ベンダーの開発ツールを利用し、ゼロから設計しています。理由としましては、ArduinoやMBEDのプラットフォームでは、多くのソースコードはオープンソースで自由に使えますが、内部のソフトウェアは、品質を保証しておりません。すべてとは言いませんが、利用しているハードウェアのデータシートも確認せずに作られていたり、エラー処理もほとんど考えられてないプログラムが多いです。そのため、これまで誰も使ったことのない利用方法を実施した場合や、イレギュラーなことを行った場合は、簡単にプログラムが止まってしまいます。その場合は、当然、内部のソースコードをデバッグするのですが、ソフトウェアの品質が悪いと、アーキテクチャからすべて作り直しということになります。そうなると、スケジュールが1ヶ月単位で遅れることとなり、お客様にご迷惑をおかけしてしまいます。仕事を受けた以上は、責任を持ったスケジュール管理を行うのは最低限のマナーですので、フィールドデザインではArduinoやMBEDなどのプラットフォームを利用した開発は受けておりません。

Q: 製品のファームウェアを開発委託先に作らせたが、アーキテクチャや設計に問題があり、不具合が多数でてしまい、製品日程に遅れが出ている。現状の課題の抽出、分析、コンサルティングと、ファームウェアのリファクタリングを依頼できないか。

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A: フィールドデザインでは、ゼロからソフトウェア、ファームウェアを開発することだけでなく、お客様の既存のソースコードをリファクタリングしたり、再設計するお手伝いもしております。不具合が多く発生するソフトウェアがあった場合、プロジェクトの途中でゼロから仕切り直すのは、さまざまな要因から非常に難しいことがあります。フィールドデザインでは、これまでの多くの経験、実績から、現状のプロジェクトの体制を維持しつつ、スケジュールのダメージを最小限に抑え、確実に製品をリリースできるアドバイスが可能です。そのような場合は、ぜひ、フィールドデザインにご相談ください。

Q: 製品の発売後に、特定の機種との接続で不具合が発生する。この問題を解決できないか。

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A: 無線製品では、Wi-Fiロゴ認証テストやBluetooth認証ロゴテストなど、接続性のテストは行ってますが、基本ケースのテストがほとんどです。そのため、このロゴ認証だけで製品を出荷すると、必ずと言っていいほど不具合が発生します。そのため、あらかじめ、無線デバイスのファームウェアアップデートをできるようにしておく仕組みも必要です。無線を使ってファームウェアを更新するOTA(Over the air)や、有線(USB,UARTなど)を使ってファームウェアを更新する方法などです。
というのは、製品を出した後に、新しいスマートフォンなどが発売され、繋がらなくなったというように、どんなに接続性のテストをしても避けることができないケースがあるためです。

Q: 製品に無線データ通信機能を載せたいが、Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, NFC, LTE/5Gなどさまざまな通信方式があり、どれを利用すればよいかわからない。

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A: 通信方式はさまざまありますが、間違った通信方式を選んでしまうと、電池消耗が激しい、通信距離が短い、データ抜けが多数発生する、製品化時の費用が嵩むなど、さまざまなトラブルが発生します。また、同じ通信方式の中でも利用する通信モジュールや通信デバイスの選定によって、接続性の問題や拡張性の問題が発生したりします。これらは、あらゆる通信方式を扱った知識がなければ、解決ができません。
フィールドデザインでは、さまざまな通信方式の通信モジュール、通信デバイスに精通しているため、お客様のユースケースにあった最適なものを選択し、製品に搭載することが可能です。また、ハードウェア開発、ソフトウェア開発、クラウドサービス開発まですべて一社で対応しておりますので、通信単体だけではなく、あらゆる面からサポートが可能です。

Q: Wi-Fi, BLEなど市販のモジュールを製品に実装して動作させたが、スペック通りの通信距離が出なかった。この問題を解決したい。

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A: 無線通信では、アンテナの形状、アンテナの位置と方向、また、その周辺の金属、プラスチック、基板素材などにより、電波特性が変化するため、それらを考慮した適切な実装が必要です。実装後に、インピーダンスマッチングや放射パターンの確認など解析も必要となります。
また、アンテナの実装が適切であったとしても、利用する環境により、スペック通りの通信距離が出ないケースがあります。例えば、ノイズが多い場所、対向機と見通しで直接通信できない場所、周りが金属で囲まれている場所、森林など湿度が高い場所、などです。
さらには、通信モジュールや通信デバイスは、非常に小さい信号を取り扱うため、基板やその周辺から発生するノイズに敏感です。　
フィールドデザインでは、アンテナ設計、評価を含めたハードウェア開発から、ユースケースによる通信距離の解析まで行っておりますので、お気軽にご相談ください。

Q: バッテリーを使った装置をRaspberry PiなどのLinuxボードで運用しているが、消費電力が大きいため、バッテリーがすぐになくなってしまう。この問題を解決したい。

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A: Raspberry PiなどのLinuxが動作するボードは、プロセッサが複数載っていることや、プロセッサの動作周波数が高いこと、SDRAMでプログラムを動かしていることなどから、何もしなくても100mA〜500mA程度の電流を消費します(5V電源時)。
フィールドデザインでは、Linuxで動作していたソフトウェアの機能を、組込み用のプロセッサ(25MHz等の低いクロック)で動作させるように実装することで、電流を1/10〜1/100にすることができ、バッテリー消費の問題を解決しています。

Q: CR2032などのコイン電池でBluetoothを動作させたが、バッテリーがすぐになくなってしまう。この問題を解決したい。

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A: 組込みソフトウェアでは、プロセッサに付属する各ペリフェラルのハードウェア設定、ソフトウェア設定をきめ細かく制御する必要があります。利用してないときは、外部端子の設定を含め、電流が流れないようにしたり、クロックを停止させたりします。同様にSleep Modeなどを多用し、できるだけ電流を消費しないコーディングが必要です。また、コイン電池などは一度に引ける電流に制限(10mAなど)があるため、電力消費が多くなる処理は時間的に分散して、平均化するようなスケジューリングも必要です。
フィールドデザインでは、このようなハードウェエアの細かなソフトウェア設計、実装が行えるため、電流消費の少ない製品の開発が可能です。ぜひ、相談ください。

Q: 3G/LTEのセルラー系の製品をバッテリー（電池）で動かしたい。

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A: 3G/LTEのセルラー系の通信方式では、消費電力が大きいため、電池で駆動することが難しいといわれています。しかし、フィールドデザインでは、3G/LTEのセルラー系でも、省電力設計を行い、この問題を克服しています。具体的には、常時接続をしつつ、電池で1週間以上持つような製品をこれまでに開発しております。

Q: 展示会で一時的にWi-Fi, Bluetoothなどの無線を利用するが、電波法の認証取得は必要か？

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A: EU各国(欧州)、米国では、展示会、デモなどにおいて、他者に妨害を与えない限りは、電波法の認証取得は必要ありません。
しかし、日本国では、展示会での出品、社内での評価・試作でも電波法の認証取得が必要です。電波法は法律の中でもかなり厳格に運用されているため、違反すると業務停止や企業名を公表されることがあります。
ということでしたが、日本国でも2019年11月以降は、「技適未取得機器を用いた実験等の特例制度」というものが適用され、FCCやCEの認証を受けたもので、かつ、無線従事者が日本の電波法に適合していることを確認した場合は、180日に限り、使用することができるようになりました（要届出）。
※なお、電波法に関する法律は、日本をはじめ、各国で毎年のように変わります。必ず、最新の情報を取得してください。