技術コラム

公開日：2022/02/18

1. Node.jsの概要

組込み系の開発をしているエンジニアにはNode.jsはあまり馴染みがないと思われるかもしれませんが、実はプログラムの開発環境などにおいてもNode.jsは使われています。

Node.jsは、Chromeブラウザと同じ、Googleが開発したオープンソースのV8 JavaScriptエンジンを使用しており、ウェブブラウザ以外でJavaScriptを動作させることができる実行環境です。

Node.jsでは、ウェブブラウザ上で動作するJavaScriptと異なり、デバイスの入出力（ioctl）を制御することができ、ネットワーク処理からハードウェア制御まで、幅広いアプリケーションに対応することができます。

また、JavaScriptだけでなく、WebAssemblyにも対応しており、高速処理が可能です。

2. 組込みシステムでのJavaScriptのメリット

組込みシステムにおいてJavaScriptを利用するメリットとしては以下が考えられます。

（1）従来の組込みプログラムの代替言語として

C言語やアセンブリ言語の代替言語として使用することで、ハードウェアの専門知識がないエンジニアでもプログラミングを可能とする。

（2）IoTなどのサーバー／クライアント

HTTPサーバー、MQTTブローカー／パブリッシャーをはじめとする各種モジュールを使用した高度なネットワーク処理を実現する。

（3）GUIアプリケーション

ウェブブラウザと組わせて使用することにより、リッチなGUIを実現する。

なお、JavaScriptは、インタープリター方式で実行されるため、リアルタイム制御には対応していません。
そのため、モーター制御など厳密なリアルタイム性が求められるアプリケーションには不向きです。

3. JavaScriptNode.jsのインストールからLチカまで

それでは、Node.jsのインストールからLチカ（LED点滅）の動作までを説明します。

組込みシステムでNode.jsを利用する場合、Linux上で動作させます。
今回は、RZ/G2Eシステムオンモジュール「αSMARC-RZ/G2E」を使用します。

以下のイメージ図のようにNode.jsを利用して、LED（ハードウェア）制御を行うサンプルプログラムを実際にαSMARC-RZ/G2Eにて動かしてみます。

（1）Node.jsのインストール

αSMARC-RZ/G2Eでは、パッケージのビルド負担を大幅に軽減するため、ビルド済みパッケージを弊社サーバーにて用意しております。開発段階において各種パッケージを簡単に追加インストールすることができます。

以下のコマンドにより、弊社サーバーのNode.jsをインストールします。

# dnf install -y nodejs

Node.jsのインストールは、以下のコマンドにて確認できます。
バージョンが表示されれば正常にインストールされています。

# node --version

（2）サンプルスクリプトの実行

インストールしたNode.jsを使用して、以下のコマンドにてハードウェア（LED）制御するサンプルスクリプトを動かします。
1秒ごとにLD1が点滅し、2秒ごとにLD2が点滅します。

# node nodejs-led.js

nodejs-led.jsの内容

// aSMARC-RZ/G2E
//   nodejs-led.js
//

// ファイルシステムモジュールのリクエスト
var fs = require( 'fs' );

// LED消灯(初期化)
fs.writeFileSync( '/sys/class/leds/evb1_ld1/brightness', '0' );
fs.writeFileSync( '/sys/class/leds/evb1_ld2/brightness', '0' );

// 1000 ミリ秒ごとに実行する処理
var n = 0
setInterval(
 () => {
    // LEDの点灯／消灯
    fs.writeFileSync( '/sys/class/leds/evb1_ld1/brightness',
                        String.fromCharCode(48 + n % 2) );
    fs.writeFileSync( '/sys/class/leds/evb1_ld2/brightness',
                        String.fromCharCode(48 + (n >> 1) % 2) );
    n++;
    },
    1000
);

// 終了処理
process.on("exit", () => {
    fs.writeFileSync( '/sys/class/leds/evb1_ld1/brightness', '0' );
    fs.writeFileSync( '/sys/class/leds/evb1_ld2/brightness', '0' );
});

// シグナル処理(Ctrl+C)
process.on("SIGINT",() => {
    process.exit(0);
});

製品のご案内

本コラムのより詳細な内容については、下記の製品のアプリケーションノートとして、公開しております。
アプリケーションノートでは開発にお役立ていただける技術情報を多数公開しておりますので、興味のある方はぜひ製品をご利用ください。

αSMARC-RZ/G2E

RZ/G2E SoM

αSMARC-RZ/G2E-KIT

αSMARC-RZ/G2E開発キット