通信ソフトウェアプラットフォーム 製品情報

Ubiquitous Network Framework「小さく」「軽く」「速い」ネットワーク プラットフォーム

 Ubiquitous Network Framework は、Non-OS 向けに提供可能な簡易的なカーネル機能を含む各種プロトコルスタックで構成されたソフトウェアプラットフォームです。
ネットワークデバイスや通信モジュール開発に最適化しており、非常に少ないハードウェアリソース上で高いパフォーマンスを実現。あらゆるデバイスで必要となる通信機能の実装をサポートします。

 本製品は組込みシステム向けのマルチスレッド対応カーネル「Ubiquitous Kernel」と、TCP/IP プロトコルスタック、その周辺のプロトコルで構成されており、通信機能・用途にあわせてお選びいただける Option Library を用意しています。

 IoT 機器を開発するには、ROM / RAM 容量、CPU のパフォーマンス、低コスト化が大きな課題となっていましたが、本製品では低コストでネットワーク機能を搭載することを可能とします。
生活家電にとどまらず、非常に小さなセンサーデバイスの IoT 化も強力にサポートします。クラウドとリアルタイム性が必要な通信を行う場合に使用される MQTT もサポートしており、クラウドサービスと連係することも可能です。
また、ネットワーク機器やご使用になられる通信モジュールなどのハードウェアのリソースに応じて、最適な構成でご提案可能です。Linux などで開発する際に注意が必要となる GPL などの制約は一切含まれておらず、全てのソフトウェアライブラリをユビキタスが開発、提供しています。(一部サードパーティーより提供されるケースを除きます)



IPv6 対応バージョン (IPv6 Edition) も用意しており、6LoWPAN ベースの上位プロトコルとしてもご利用いただけます。

※ 旧製品ラインナップの Ubiquitous TCP/IP は本製品に含まれています。

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小型・軽量・高速

  • プログラムサイズが小さく、ROM / RAM ともに小さな容量で動作可能です。また、ハードウェア性能が厳しい環境においては、更なるチューニングで適用可能なソリューションを提案します。
    優先度がなくノンプリエンプティブで動作し、要望に応じた処理を必要なだけ実行可能で、HW リソースはタイマ割り込みだけと、小型・軽量で高速な動作を実現します。

組込み機器ネットワーク化のトータルソリューション

  • ネットワーク対応機器開発に必要なプロトコル群を標準でサポートしており、組込み機器のネットワーク化をワンストップでサポートします。

優れた移植性

各社の ARM アーキテクチャ、Renesas RX シリーズをはじめ、MIPS、PowerPC、H8S、SH、M16C、V850、ColdFire V1 など、多彩な CPU で動作実績があります。
すべての組込みシステム向けのマイコンで対応していきますので、詳細はお問い合わせください。

既存の RTOS 上で動作

Ubiquitous Network Framework のプロトコル、機能を RTOS 環境で利用可能とする「Ubiquitous Network Framework on RTOS」も提供しています。 お客様の RTOS 環境での既存資産を活用し、素早く手軽に IoT 化に着手することができます。
RTOS はノンプリエンプティブ、イベントフラグ、セマフォ、タイマの機能を備えていれば使用することができます。

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対応プロトコル

  • ・ネットワークレイヤ: IP, ICMP, ARP, IGMP / MLD
  • ・トランスポートレイヤ: TCP, UDP
  • ・アプリケーションレイヤ: DHCPc, DHCPd, DNSc, SNTP, HTTPd, HTTPc, FTPd, TELNETd

デュアルスタック対応

  • ・IPv4 版(IPv4 Edition)
  • ・IPv6 版(IPv6 Edition、IPv4 とのデュアルスタック対応)

周辺機能

  • ・カレンダー機能
  • ・シリアルコンソール
  • ・ファイルシステム

対応ハードウェア

  • ・有線LAN マイコン
     ルネサスエレクトロニクス株式会社 RX600シリーズ,RX200シリーズ
     STマイクロエレクトロニクス STM32シリーズ
     など
  • ・無線モジュール
     株式会社村田製作所 LBWB1ZZYDZ
     など
  • ・HD-PLC
     株式会社メガチップス KHN13200
     ローム株式会社 BU82204MWV
     など

コードサイズ

例 (ARM Cortex-M4 シリーズ の場合)

・シナリオ1: 無線LAN を使用し https://www.verisign.com/※ からコンテンツを取得する場合
 -ROM:130KB (WLAN ドライバ部分は含みません)
 -RAM 最大使用量:50KB (WLAN ドライバ部分は含みません)
  ルート証明書は verisign の 5件分をロードしています。
  https://www.verisign.com/ では、署名アルゴリズム sha256RSA の証明書が使用されています。
 ※Network Stack、DHCPc、DNSc、HTTPc、TLS が動作しています。

・シナリオ2: Over the Air 方式で、ファームウェアアップデートを行う場合
 -ROM:170KB (WLAN ドライバ部分は含みません)
  •FW アップデート用及び各種設定用の Web コンテンツを含みます。
 -(TLS を使用しない場合) RAM 最大使用量:60KB (WLAN ドライバ部分は含みません)
 -(TLS を使用する場合) RAM 最大使用量:80KB (WLAN ドライバ部分は含みません)
 ※Network Stack、DHCPd、HTTPd、TLS が動作しています。

同じ機能を実現するにも、非常に小さなメモリしか使用しません。
※iPerf を使用して TCP スループットを測定

ネットワークスタック (OS 含む) ROM RAM
Ubiquitous Network Framework 296KB 40KB
FreeRTOS + lwIP 450KB 77KB

ベンチマーク例 (※2015年計測値)

スループット比較 (WLAN 環境時)

ネットワークスタック (OS 含む) TCP 送信 TCP 受信
Ubiquitous Network Framework 20.8Mbps 9.09Mbps
FreeRTOS + lwIP 9.0Mbps 9.49 Mbps

スループット測定 (Gigabit Ethernet 環境時)

ネットワークスタック (OS 含む) TCP 送信 TCP 受信
Ubiquitous Network Framework 700.6Mbps 627.2Mbps

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ライブラリ・オブジェクト形式での SDK (ソフトウェア開発キット) として提供いたします。
お客様はアプリケーションプログラムリンク時にライブラリやオブジェクトをリンクしてください。
サンプルコードをソースファイルで提供致しますので、素早く評価、開発を行うことができます。

各アーキテクチャ、コンパイラ、開発環境に対応しています。詳しくはお問い合わせください。

SDK 内容

  • ・ドキュメント
  • ・ヘッダファイル
  • ・ライブラリファイル
  • ・オブジェクトファイル
  • ・サンプルプログラム

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Ubiquitous Network Framework では、お客様のニーズに合わせ複数の Option Library を用意しています。

・Security Components: SSL / TLS の暗号ライブラリでセキュアな通信を実現
・Wireless Components: 無線LAN 通信におけるセキュリティ機能を提供
・Smart House Components: HEMS で必要となる ECHONET Lite の通信機能を提供

上記コンポーネントは Ubiquitous Network Framework と同様に、非常にコンパクトかつ効率的に動作するように設計されています。

Security Components

  • TCP/IP 通信において、情報を暗号化して送受信する際に必要となる暗号化通信用のコンポーネントです。インターネットを通じて機密性の高い情報を送受信する際に利用されるプロトコルである SSL / TLS の機能を提供します。
    ※SSL は Secure Sockets Layer、TLS は Transport Layer Security の略
  • ■ 対応アプリケーション   サーバ機能、クライアント機能

    ■ 対応規格
      SSL Ver.3、TLS1.0 / 1.1 / 1.2

    ■ 鍵交換方式
      RSA、DH、ECDH

    ■ 認証方式
      RSA、DES、ECDSA

    ■ 対応アルゴリズム
      暗号化アルゴリズム: DES、3DES、RC4、AES
      ハッシュアルゴリズム: SHA-1、SHA-256、MD5
      ※RC4 実装には、RSA セキュリティ社とのライセンス契約が必要です。
      ※SHA-256 を使用した証明書に対応済みです。

    ■ フットプリント
      ROM: 25KB
      RAM: 20KB 前後

Wireless Components

  • 無線LAN でセキュリティ通信を行うために必須の WPA (Wi-Fi Protected Access) サプリカントソフトウェア、簡単アクセスを実現する WPS (Wi-Fi Protected Setup)、アクセスポイント不要で機器同士が直接無線通信を行うことを可能とする Wi-Fi Direct を提供いたします。

    ■ WPA「WPA Supplicant」、「WPA Authenticator」
      ・WPA / WPA2-PSK セキュリティに対応
      ・AES (CCMP) および TKIP 暗号方式に対応
      ・コードサイズ: ROM 30KB (※最小構成時、暗号ライブラリを含む)

    ■ WPS 「WPS Enrollee」、「WPS Registrar」
      ・Wi-Fi Simple Configuration Technical Specification v2.0 準拠 (WPS2.0 対応)
      ・無線LAN クライアントデバイス側に必要な Enrollee 機能に対応
      ・無線LAN アクセスポイント側に必要な Registrar 機能に対応
      ・個人暗号番号 (PIN 方式) およびプッシュボタン (PCB 方式) に対応
      ・コードサイズ: ROM 40KB (※最小構成時、暗号ライブラリを含む)

    ■ Wi-Fi Direct
      ・Wi-Fi Peer-to-peer Technical Specification 準拠
      ・Wi-Fi Direct に必要な WPS や WPA も合わせて対応可能
      (※他社の WPS や WPA と組み合わせることも可能)
      ・過去に接続した相手と簡単に接続するための Invitation 機能に対応
      ・コードサイズ: ROM 66KB (※WPS Enrollee / Registrar、Invitation 機能を含む)

Smart House Components (デバイス向け ECHONET Lite SDK)

  • スマートハウスを実現する際に必要となるコンポーネントです。ホームコントロール用のプロトコルとして、ECHONET コンソーシアムで規格化された ECHONET Lite が利用可能となります。
    本コンポーネントを組み込んだパッケージを「デバイス向け ECHONET Lite SDK」として用意していますので、簡単な ECHONET Lite アプリケーションであれば、ドライバ、カーネル、UDP / IP を含み約 50KB のコードサイズから動作が可能です。(有線LAN を使用時)

    ■ 特長
    ・通信方式が変わってもお客様のコード変更が軽減
    OS から ECHONET Lite までが同一プラットフォームとなるため、ハードウェアで無線LAN モジュールから有線LAN マイコンへ変更しても、アプリケーション側は最小限の変更で対応が可能です。

    ・一括サポート
    OS から ECHONET Lite までワンストップの提供となるため、当社による一括サポートを行うことが可能です。

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