emNet：製品概要説明書

(1)

emNet

(2)

emNet

emNetは、SEGGER J-Link Pro, Flasher ARM/PRO

などLANインターフェースを持つSEGGER製品で実装

されているTCP/IPプロトコルスタック

emUSB

Device

RTOS

embOS

不正改造・量産防止

emSecure

TCP/IP

emNet

(3)

emNet サマリー

OSレスでも実装可能な組込用TCP/IPソリューション

小さなメモリフットプリントで高速・高性能スタック

汎用性

ANSI Cコードでマイコン・

コンパイラを選べる

数百種のデバイスドライバ

ソースコード提供

RTOS依存性なし

高性能・省リソース

必要ROM: 19Kbyte

必要RAM: 1.5Kbyte

(バッファサイズ含まず）

送信:75.2Mbps

受信:94.4Mbps

（TCPゼロコピーインターフェース）

多機能

IPv4/v6対応

各種プロトコル対応

TCP / UDP / DHCPs / DHCPc / FTPs FTPc / ACD / ARP / CoAPc / CoAPs

mDNS / LLMNR / DNS-SDs ICMP / Loopback device / Multicast MQTT client / NetBIOS Name Service

WiFi / PPP / PPPoE / RAW Sockets SMTPc / SNTPc / SNMP / UPnP

VLAN / Webcast / Web server WebSocket / NTP Client / PTP OC

開発プロジェクト無制限のユーザライセンス・量産ロイヤリティフリーでご提供

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emNet 製品機能概要

2019/9/10 4

ANSI CコードでCPU依存性のないTCP/IPプロトコルスタック

■ 標準ソケットインターフェース

■ 高速通信を実現

■ 小さなメモリフットプリント

■ 設定不要で動作可能「そのままで」実行可能です。

■ シンプルなネットワークインターフェイスドライバ構造

■ embOSとシームレスに連携します。

■ 高速パフォーマンス「ゼロデータコピー」

■ すべての機能で「非ブロッキング」対応

■ VLANのサポート

■ BSD形式の「キープアライブ」オプション

■ ハードウェアドライバ側でのチェックサムに対応

■ 数百種のデバイスドライバサポート

(5)

製品パッケージ

各プロトコルソフトウェアモジュール

プロトコル BASE PRO ACD ✔ ✔ ARP ✔ ✔ AutoIP ✔ ✔ DHCP Client ✔ ✔ DNS Client ✔ ✔ ICMP ✔ ✔ IPv4 ✔ ✔

IPv6 Option Option

Loopback device ✔ ✔ Multicast ✔ ✔ RAW Sockets ✔ ✔ TCP ✔ ✔ UDP ✔ ✔ プロトコル BASE PRO DHCP Server Option ✔ mDNS Server Option ✔ LLMNR Server Option ✔ DNS-SD Server Option ✔

NetBIOS Name Service Option ✔

NTP Client Option ✔

PPP/PPPoE Option Option

PTP OC Client Option Option

SNTP Client Option ✔

Tail Tagging Option Option

UPnP Option Option

Wifi support ✔ ✔

(6)

製品パッケージ

emNet以外のTCP/IPにも実装可能なパッケージ化プロトコル

2019/9/10 6

製品パッケージ プロトコル BASE PRO

emFTP Client FTP client Option Option

emFTP Server FTP server Option ✔

emMQTT MQTT client Option ✔

emNet CoAP CoAP client Option ✔

CoAP server Option ✔

emNet SMTP client SMTP client Option ✔

emNet SNMP Agent SNMP agent Option Option

emNet WebSocket WebSocket client Option ✔

WebSocket server Option ✔

emWeb HTTP Server Option ✔

IoT Toolkit HTTP Client Option Option

JSON Parser Option Option

emSSL SSL server Option Option

SSL client Option Option

emSSH SSH server Option Option

他社製TCP/IPへ BSDソケットインターフェース または TCP/IP独自インターフェースのポーティング実装可能ポーティング実装対応はエンビテックでも対応可能です。

(7)

Non-RTOSで動作可能なプロトコル

RTOS必須の有無（マルチタスクが必要なアプリケーションは、RTOSを導入ください。）

プロトコル RTOS ACD 不要 ARP 不要 AutoIP 不要 DHCP Client 不要 DNS Client 不要 ICMP 不要 IPv4 不要 IPv6 不要 Loopback device 不要 Multicast 不要 RAW Sockets 不要 TCP 不要 UDP 不要 プロトコル RTOS DHCP Server 不要 mDNS Server 不要 LLMNR Server 不要 DNS-SD Server 不要

NetBIOS Name Service 不要

NTP Client 不要 PPP/PPPoE 不要 PTP OC Client 不要 SNTP Client 不要 Tail Tagging 不要 UPnP 不要 Wifi support 不要 Device Driver 不要 プロトコル RTOS FTP client 不要 FTP server 必須 MQTT client 不要 CoAP client 不要 CoAP server 不要 SMTP client 不要 SNMP agent 必須 WebSocket client 不要 WebSocket server 不要 HTTP Server 必須 HTTP Client 不要 JSON Parser 不要 SSL server 必須

(8)

emNet基本モジュール

emNetは、小さなメモリフットプリントながら、

RFC標準のソフトウェア構造

BSDソケットインターフェース形式のAPIを提供します。

(9)

emNet 基本構造

シンプルで分かりやすく、標準的なインターフェースを提供

Application Layer

BSDソケットインターフェース形式のemNet API を活用して、各種プロトコル、ユーザアプリケーションで利用します。

Transport Layer

信頼性の高いTCP通信プロトコルとコネクションレスのUDP通信プロトコルにより構成されています。

Network Layer

トランスポートレイヤーのプロトコルは、IPによって通信されます。 IPプロトコルにより、アドレス付与、サービスタイプの指定、フラグメントの解消セキュリティ情報のプロビジョニングなどが行われます。

Link Layer

ネットワークへ接続するためのインターフェースを提供します。通常は、イーサネット（IEEE802.3）への接続プロトコル

「RFC 1122」規格に則った４つのレイヤー構成を

持ちます。

(10)

emNet でのカプセル化手順

2019/9/10 10

各レイヤーでIP通信の標準的なデータカプセル化を行います。

enNetでは「RFC 1122」規格に則った４つのレイヤー

により、それぞれのレイヤーでヘッダー情報を付与し

データをカプセル化します。受信時では逆の方向で

データ抽出を行います。

UDPデータを通信カプセル化する場合、

左図の様な手順をたどります。

(11)

タスクと割込：３つのシステム概要

１．スタック専用のシングルタスク

TCP / IPスタックを使用する最も簡単な方法です。

スタック専用のシングルタスクで「IP_TASK」

ハウスキーピング操作、再送、着信のパケット処理を行います。

パケットの読取りは、ISRから直接呼び出されるので追加の

タスクは必要ありません。「パケットの読取り」処理に必要な

時間だけ延長されます。

RTOSなしでのシステム概要イメージ例

(12)

タスクと割込：３つのシステム概要

2019/9/10 12

２．スタック専用の２つのタスクで構成（RTOS搭載前提）

２つのTCP / IPスタック専用タスクを使用します。

一つは「IP_TASK」でハウスキーピング操作、再送、着信の

パケット処理を行います。

二つ目のタスク「IP_RxTask」でパケットの読取り処理を

行います。

「IP_RxTask」は新しいパケットが利用可能になった場合、

ISRから起動されます。パケット読取り処理をISRから

「IP_RxTask」に移動されるので、割込レイテンシは

延長されません。

RTOSを使ってタスク管理システム概要イメージ例

(13)

タスクと割込：３つのシステム概要

３．ユーザアプリケーションからポーリング（SuperLoop）

アプリケーションタスクが「IP_Exec()」を定期的に呼び出し、

スタック専用のタスクなしで利用する事も出来ます。

パケットの読取り処理は、ISRから直接呼び出されるため、

追加のタスクは必要ありません。割込レイテンシの長さは、

パケットの読取り処理に必要な時間だけ延長されます。

RTOSあり、RTOSなし、いずれでも利用可能な

システムイメージ

(14)

emNet オプション機能

TCP/IPの標準的な機能のみではなく

オプションにより様々な機能を提供します。

emNetのみで利用可能なオプション機能

mDNS/LLMNR server

NetBIOS

NTP client

SNTP Client

PTP OC client (IEEE 1588-2008)

PPP/PPPoE

emNet PRO同梱 emNet PRO同梱 emNet PRO同梱 emNet PRO同梱

(15)

emNet mDNS/LLMNR server

Windows, Mac, Linuxの標準的なダイナミックDNS関連のRFCサポート

RFC

概要

Multicast DNS(mDNS) RFC 6762 mDNSは、Appleのデバイスで利用されるPort 5353を利用したマルチキャストDNSシステム RFCドキュメント： ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc6762.txt LLMNR RFC 4795 LLMNRは、Windows PCで利用されるPort 5355を利 用したマルチキャストDNSシステム RFCドキュメント： ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc4795.txt DNS-SD RFC 6763 ドメイン名を検索するためのDNSクエリ定義 ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc6763.txt DNS SRV RFC 2782 インターネット標準のトラックプロトコル定義 ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc2782.txt DOMAIN NAMES RFC 1035 標準的なドメイン名定義ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc1035.txt

emNet PRO同梱

(16)

emNet NetBIOS

2019/9/10 16

emNetにNetBIOS機能を実装できます。

RFC

概要

NetBIOS

RFC 1001 NetBIOSのコンセプトと概要 RFCドキュメント： ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc1001.txt RFC 1002 NetBIOS詳細機能 RFCドキュメント： ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc1002.txt

ROM使用量：約0.7KB

RAM使用量：約26B

NetBIOS機能により、ローカルエリアネットワーク内の個別

通信で利用可能なセッションレイヤーが提供されます。

emNet PRO同梱

(17)

emNet NTP client

NTP clientにより、NTP serverからタイムスタンプを取得

RFC

概要

NTPv4

RFC 5905 NTP version4 アルゴリズム ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc5905.txt 検索対象IP情報同期情報

emNet PRO同梱

(18)

emNet SNTP Client

2019/9/10 18

SNTP Clientにより、NTPサーバから時間情報を取得、RTCを初期化

RFC

概要

SNTP

RFC 4330 SNTP version 4 for IPv4/IPv6

RFCドキュメント： ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc4330.txt RFC 1305 SNTP version 3 RFCドキュメント： ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc1305.txt

ROM使用量：約0.7KB

RAM使用量：約26B

NTPタイムスタンプ

（2つの32bitフィールドで構成される64bitデータ）

を取得し、情報を使用します。

emNet PRO同梱

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emNet PTP OC client (IEEE 1588-2008)

機器間の時間同期を高精度に実現

IEEE

概要

1588-2008

IEEE1588-2008 高精度時間同期コントロールシステム http://www.nist.gov/el/isd/ieee/ieee1588.cfm

PTP OC clientを利用する

ことにより、ターゲット

ベンチマークで100ns精度を

実現します。

emNet PTPはソフトウェア実装

で実現可能です。

ハードウェア対応をご要望の

場合は、別途ご相談ください。

(20)

emNet PPP/PPPoE

2019/9/10 20

emNet TCP/IPアプリケーションで

PPP / PPPoEを利用します。

ROM使用量：約7.0KB

RAM使用量：約0.5KB

RFC

概要

PPP

PPPoE

RFC 1334 PPP認証プロトコル ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc1334.txt RFC 1661 PPP ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc1661.txt RFC 1994 PPP CHAP ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc1994.txt RFC 2516 PPPoE ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc2516.txt

(21)

emNet UPnP

ROM使用量：約2KB

RAM使用量：約170Byte

UPnPサービスを提供する拡張機能

UPnPは、ユーザの操作を必要とすることなくネットワーク全体にサービス提供するように設計されています。

IP, TCP, UDP, Multicast, HTTP, XMLなど標準的なプロトコルを利用して通信し、デバイスが提供するサー

ビス配信するように設計されています。

択するだけでデバイスに簡単にアクセスできます。

Windows PCでは、UPnPを搭載した機器は以下の様に表示されます。

UPnP Device Architecture 1.0

(22)

emNet 関連製品

emNetに搭載可能な各種プロトコルスタック

emNet以外のTCP/IPにも搭載可能な製品群

emFTP client

emFTP Server

emMQTT

emNet CoAP

emNet SMTP client

emNet SNMP Agent

emNet WebSocket

emWeb Server

IoT Toolkit

emNet PRO同梱 emNet PRO同梱 emNet PRO同梱 emNet PRO同梱 emNet PRO同梱 emNet PRO同梱

(23)

emFTP Client

組込機器にFTPクライアント機能を実装します。

アクティブモード

クライアント側からリクエストをかけデータを取得

FTP command Description

CDUP Change to parent directory

CWD Change working directory

LIST List directory

MKD Make directory

PASS Password

PWD Print the current working directory

RETR Retrieve

RMD Remove directory

STOR Store

TYPE Transfer type

(24)

emFTP Server

組込機器にFTPサーバ機能を実装します。

2019/9/10 24

emNet PRO同梱

Windows、Linux、Mac用無償FTPサーバを提供 組込用FTPサーバをPC向けに作成したFTPサーバで 簡単に機能確認頂く事が可能です。 FTP command Description

CDUP Change to parent directory CWD Change working directory DELE Delete LIST List MKD Make directory NLST Name list NOOP No operation PASS Password PASV Passive PORT Data port

PWD Print the current working directory RETR Retrieve

RMD Remove directory SIZE Size of file STOR Store SYST System

TYPE Representation type USER User name

XCUP Change to parent directory XMKD Make directory

XPWD Print the current working directory XRMD Remove directory

(25)

emMQTT client

MQTT3.1をフルサポート

emNet PRO同梱

Broker Plain MQTT MQTT over TLS MQTT over TLS

(クライアント認証） Notes

mosquitto ✔ ✔ ✔ Open-source MQTT broker for Linux, Windows, macOS. Tested with public broker

atiot.eclipse.org

HiveMQ ✔ Public Broker × Public Broker × Enterprise MQTT broker for Linux servers. Tested with public broker athivemq.com

テスト済みBrocker（一部）利用希望のBrockerがあれば、お問い合わせください。

Resource Usage Value

emMQTT Client Size (ROM) 約2.4 KB

emMQTT Client Size (RAM) 約8 Byte

(26)

CoAP Client / Server

Constrained Application Protocolクライアント／サーバ

2019/9/10 26

emNet PRO同梱

RFC

概要

CoAP

RFC 7252 CoAP

ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc7252.txt

RFC 6690 CoRE Link format

RFC 7641 CoAP Observe

RFC 7959 CoAP ブロック転送

■ GET / DELETE / PUT / POSTサポート

■ CON / NONリクエストサポート

■ サーバはマルチクライアントに対応

■ UDP/IPスタックに非依存

■ ブロック転送をサポート

■ CoAP Observe機能をサポート

■ 様々なオプション、リクエストを使った

デモサンプル

Add-on

ROM

CoAP client

約 6.5 KByte

CoAP server

約 9.2 KByte

Add-on

RAM

CoAP client

最小構成456 Bytes.

アプリケーションにより「observer領域」と「メッセージバッファ」でより大きなリソースが必要になる場合もあります。

CoAP server

最小構成548 Bytes + 48 bytes(リソース毎）

アプリケーションにより「observer領域」と「メッセージバッファ」でより大きなリソースが必要になる場合もあります。

(27)

SMTP client

組込機器にSMTPクライアント機能を実装、

メール送受信機能を実現します。

emNet PRO同梱

RFC

概要

SMTP

client

RFC 821 SMTP ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc821.txt RFC 974 メールルーティングとドメインシステム ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc821.txt RFC 5321 SMTP ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc5321.txt

■ 小さなメモリフットプリント

■ emNet以外のTCP/IPスタック対応

■ サンプルプロジェクト

■ Microsoft VisualStudioで動作する

プロジェクトを同梱

ROM使用量：約6.5KB

RAM使用量：約4.7KB

SMTP Relay

「emNet SMTP client」はSMTPリレークライアントと組み合わせて利用する事も可能です。

例として、SMTPリレークライアントアプリケーション「Mercury Mail Transport System」との組合せ

構成の解説資料がダウンロード出来ます。

(28)

SNMP agent

組込機器にSNMPエージェント機能を

実装します。

2019/9/10 28

RFC

概要

SNMP

agent

RFC 2578 SMIv2(Structure of Management Information) ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc2578.txt RFC 3416 SNMP v2 ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc3416.txt RFC 4181 MIBドキュメント策定とレビュアガイドライン ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc4181.txt

■ 小さなメモリフットプリント

■ MIBツリーを簡単にセットアップ

■ SNMPv1,SNMPv2cをサポート

■ TRAPメッセージをサポート

■ SNMPv2 INFORMメッセージサポート

■ 一般的なSNMP(Unsidned32, Counter32など)で、利用しやすいAPI

■ ソケットまたはゼロコピーAPIを含むMIB利用デモサンプル同梱

■ Microsoft Visual Studio で動作するサンプルプロジェクトを同梱

IANA Private Enterprise Number (PEN)

御社製品にSNMPを実装するために、IANAからプライベートエンタープライズ番号（PEN）を取得する必要が

あります。 PENは、以下URLで無償リクエストできます。

https://pen.iana.org/pen/app

製品に同梱されているサンプルに含まれるPENは、SEGGER社で取得したものとなります。

(29)

WebSocket client / server

IoT向けWebSocketプロトコルを実装します。

emNet PRO同梱

RFC

概要

Web

RFC 6455 WebSocket protocol

_{ROM使用量：約1.7KB}

IoT機器通信向けにHTTP接続を非同期双方向データ通信に

アップグレードできるプロトコルです。

通常のHTTP1.1標準プロトコルと互換性があり、ウェブサーバサービス

は通常のWEBサーバとWebSocketプロトコルを共存しながら、機能する

事が可能です。

TCP

・ロストデータは再送信されます。

・データはオーダに基づいて受信されます。

・接続状態は、TCP KEEPALIVESを使用して、チェックできます。

UDP

・データは小さなフレームで送信できます。

・フレームのデータ長は予め把握できます。

・コントロールフレームはデータフレームの間で、送信できます。

(30)

emWeb – Web server

組込機器にウェブサーバ機能を実装し、組込機器の状態を表示、設定変更などを行えます。

2019/9/10 30

emNet PRO同梱

ホストPCのウェブブラウザを使って、組込機器の

データ表示・操作。ホストPCのOSに依存しない

グラフィカルインターフェースを提供します。

WebSocket、JavaScript、AJAX、REST、SEEなど

標準的なプロトコルをサポートします。

アプリケーション例

・ルータ／アクセスポイント／スイッチ

・IoTデバイス

・プリンタ

・ウェアラブルデバイスなど

ROM使用量：約8KB

RAM使用量：約2.5KB

HTTPベーシック認証

、

ダイジェスト認証

に対応

ダイナミックコンテンツのサポート：

CGI、Virtual Files、AJAX、SSE

(31)

IoT Toolkit – HTTP client / JSON Parser

TCP/IP

(SEGGER emNet or 他TCP/IPスタック）

RTOS

(SEGGER embOS or iTRON or OtherRTOS)

JSON Parser

HTTP client

←既存のユーザアプリケーションに REST APIインターフェースを追加

SSL

■ クラウドサービスと接続するIoT機器の開発を容易にします。

■ HTTPc Basic、ダイジェスト認証に対応

■ JSONパーサ仕様にエンコードしたデータのハンドリング

■ プレーンなテキストデータ(HTTPやCGIなど)のハンドリング

■ 組込マイコンに最適化されたフットプリント、高速な実行性能

(32)

ライセンスモデル

量産ロイヤリティフリーで

ニーズに合わせて選べるライセンスモデル

(33)

embOSライセンスシステム

柔軟なライセンス体系をニーズに合わせて選択可能

ライセンスモデル 提供コード 対象製品 開発者人数 CPU/ コンパイラ プロダクトライセンスソースコードまたは_{オブジェクト} 一つの製品無制限 _{1コンパイラ}1CPU型番プロダクトファミリーライセンスソースコードまたは_{オブジェクト} 製品シリーズ無制限 _{1コンパイラ}1CPU型番ユーザーライセンスソースコードまたは_{オブジェクト} 無制限１名 1CPUファミリー_{1コンパイラ} CPUライセンスソースコードまたは_{オブジェクト} 無制限無制限 1CPUファミリー_{1コンパイラ} 1CPUファミリーは、以下の通り ARM CPUファミリー：  _{Cortex-Mファミリー（M0/M0+/M1/M3/M4/M7デバイス）}  ARM7/9, Cortex-A/Rファミリー

(34)

emNetのユーザメリット

2019/9/10 34

ロイヤリティフリー・開発製品無制限のユーザライセンスで提供可能

開発プロジェクト無制限

様々な開発で利用可能

マイコン変更も対応

（Cortex-Mxライセンス）

※H/Wデバイスドライバ部は

マイコン変更の際、変更の必要

があります。

A社Cortex-M7 CPU

B社Cortex-M4F CPU

emNet

File system

GUI

RTOSなし

RTOS(embOS)

RTOS(FreeRTOS)

(35)