SpeeDBeeの概要

組込み用データベース“SpeeDBee”は、リレーショナル構造(RDB)、キーバリューストア構造(KVS)、
時系列構造(TimeSeries)をもったデータベースとして、工作機械・家電製品・計測機器・通信機器・IoTシステム・
リアルタイム分析などのデータ管理システムとして数多くの適用実績があります。

組込みシステム専用のデータベースとしての設計コンセプトから、50KB~700KB程度の小さなモジュールサイズ、
止まらないシステム(連続稼働)に耐えられる構造、多種多様なデータ検索に対応した各種検索アルゴリズムのサポート、
TRON系~Linux~Windows、Non-OSで稼働するマルチプラットホームにも対応するDBエンジンとして
移植性に優れています。

時系列データベースでは、サンプリングレートの異なるデータの取りまとめ機能、Window単位のリアルタイム分析機能としての基本統計/FFT/ユーザ定義関数をサポートします。また今後回帰分析、AI分析などをサポートし、データ予測機能による異常値検知/障害予測等のシステムへの適用が可能になります。

SpeeDBeeのオプションとして、FAにおけるPLC/シーケンサ及び各種センサーからのデータを収集する「データコレクタ」、収集したデータをリアルタイムに分析する「分析サーバー」、OPC UA連携/レプリケーション/AWS・Azureなどのクラウド連携する「データコネクター」を提供します。

SpeeDBeeの製品体系
SpeeDBee/TS の チュートリアルページがご利用いただけます。ご利用はこちらから
SpeeDBeeの特徴
  • 高速・大量・多種多様な構造のデータ管理を要するコンパクトな組込みシステムの構築 ※1
  • 整合性維持・障害保障・バックアップ・連続稼働に耐えられる安心安全なデータベース
  • サンプリングレートの異なるデータの取りまとめ(代表値選定)によるCSVなどの指定書式を出力
  • オープンな国際規格 OPC UAサポートによる外部システム連携
  • 多種多様なデータ検索(完全一致、前方一致、中間一致、ゆらぎ検索、絞込み検索、空間検索)をサポート
  • データの取りこぼし、データ欠損を発生しない超高速なデータ処理を実現
    (RasPi3 ModelBで秒間1億件を超えるデータ登録) ※2
  • IoT/M2Mシステム向けに低消費電力かつ、クラウドサービス、サーバDB、既存システムへ連携するシステムの構築
  • 携帯電話・家電・ネットワーク機器・計測器・制御機器・データロガー等での実績

※1 少ないリソースサイズで稼働(ex.50KB~700KB)
※2 4byte/1データのデータを連続登録

SpeeDBee基本スペック
SpeeDBee/RDBSpeeDBee/KVSSpeeDBee/TS
データ管理モデルリレーショナル型/RDBキーバリューストア型/KVS時系列モデル型/TimeSeries
フットプリント(kb)100~30050~70050~700
リアルタイム分析無しあり Window 分析(InMemory)あり Window 分析
実装形式ライブラリ形式
インターフェイスSQL/
ODBCサブセット
独自IF独自IF
最大DBサイズ/テーブル数OS依存/128 ※1OS依存/256 ※1
最大レコード数2147483647無制限 or リングバッファ機能でサイズ/件数を指定
データ型整数(1/2/4 Byte)、浮動小数(4/8 Byte)
文字列(1~256 Byte)、日時、タイムスタンプ
ログデータ
key:タイムスタンプ(8 Byte)
value:バイナリ(n Byte)
ログ型
(タイムスタンプ+8byte)
カラムタイプ(Hi/Middle/Low)
データ共有マルチプロセス、マルチスレッドマルチスレッド
サポートOSWindows7/8/10、WindowsEmbedded/CE、各種Linux、μiTRON、eT-Kernel、VxWorks、
Non-OS ※2
対応CPU/文字コード32or64ビット / UTF-8or16・EUC・S-JIS
その他DBメンテナンス用対話型SQL、DB管理用の
ユーティリティ
各種Indexをサポート(B-TREE、N-GRAM/全文、Z-Ordering/空間、K-TREE/絞込みデータ前処理(フィルタリング等)+Window分析(統計/FFT/ユーザ定義関数)+判定処理。データの集約

※1 拡張できます
※2 移植に際しては、HW/SW環境のご提供と、サポート窓口の開示をお願いします

SpeeDBeeの主な機能
機能1:用途に応じて選択可能なデータ管理構造
1)リレーショナル型(RDB型)

データを表の形式で管理し、データ間の関連も表の形式で管理する構造

2)キーバリューストア型(KVS型)

キー(Key)とバリュー(Value)の組み合わせだけで管理され、構造の異なるデータ(センサー等)も管理できる構成

3)時系列型(TS型)

サンプリングレートの異なるセンサーデータ等を、時間軸に対して管理する構造。各列データの代表値を決めるデータ取りまとめ機能により CSVなどの指定書式を簡単作成

機能2:ポータビリティ(RDB/KVS/TS)

軽量なエンジンのため、多くのプラットフォーム上で動作します。また、データベース(永続化するデータ)を1ファイルで管理するため、別プラットフォームに容易に転送(コピー)する事が可能です。

機能3:リアルタイムなデータ分析機能

インメモリ上のWindow機能により、Window内データのリアルタイム分析機能を提供します。基本統計/FFTの分析をサポートし、今後ラプラス変換/逆フーリエ変換などをサポート予定です。

リアルタイムなデータ分析を行うために、データの前処理>データ分析>データ判定といった機能を提供し、判定時には閾値などを超えた分析結果に対して、アラートなどのイベント通知が出来ます。

リアルタイム分析機能として、以下のWindowタイプ、ユーザ定義処理言語、データ分析、ユーザ定義処理種類を提供します。

機能4:連続稼働に耐えられるリングバッファ機能(KVS/TS)

DBの肥大化を防止するリングバッファ機能により、指定したリソースサイズ(ex.10MB)、指定したデータ件数(ex.1万件/サイズ上限とレコードサイズで算出)によって、古いデータを自動削除する機能を装備したDBの連続運用が可能になります。

<従来の組込みデータベース>
一般的なデータベースを用いた組込みシステムの連続稼働における課題

  • ストレージ容量が決まっているため、データベースが肥大化した際はデータを削除する必要がある。
  • リアルタイム性や高速性能を要求するシステムでは、大きな時間遅延、データ取りこぼし、欠損の原因の原因になるケースがある。
  • 削除コマンドにて、古いデータを定期的に削除するとフラグメンテーション領域が発生する可能性が高い。
  • 定期的に領域を最適化する処理が必要になるが、その際にはデータベース処理は停止する。
<SpeeDBeeを使用する場合>

連続稼働に対応するデータベース構造(フラグメンテーションを物理的に発生させない)を持ち、止まらないシステムに対応可能なDBエンジンを提供いたします。

機能5:超高速なデータ取り込み処理

組込み用データベースとして有名な”SQLite”と、弊社の時系列型DBエンジン”SpeeDBee(TS型)”のデータ取り込み性能をRasPi3 ModelBで性能比較すると、SQLiteの約10倍以上で秒間1億件を超える超高速なデータ取り込み処理を実現します。この高速性によって大量かつ高速なデータが来ても、DBが原因でのデータの取りこぼし、データ欠損などの問題を発生させません。

機能6:データ保全&アクセス制限

トランザクションの機能により、データやインデックスの更新中に発生した障害に対して、データ整合性を保証します。インデックス作成/削除及びデータ更新を行う際、トランザクションを有効(BEGIN)にすることで、障害発生時にもトランザクション有効範囲の手前の状態に戻す(ROLLBACK)ことができます。また、更新処理が正常に終了した場合は更新データを実データとして有効にします(COMMIT)。トランザクション中の電源遮断等の障害発生時にはウォームリスタートの機能により、次回起動時に自動復旧します。

機能7:I/Oドライバのカスタマイズ&アクセス制限(RDB/KVS)

システムリソース関連と外部I/Oデバイスに依存する部分をユーザーカスタマイズできる仕組みを持ちます。たとえば、データベースへのI/O速度を最適化することによって、更新処理あるいは検索処理の性能を大幅に改善できます。また、データを暗号化するためのインターフェースがあり暗号化アルゴリズムはユーザーが任意で実装できます。
DB作成時に認証コードを設定する事でアクセス制限が可能です。またプラットフォーム単位でアクセスを制限をしたい場合はプラットフォーム固有のコードを取得するように、ユーザカスタマイズする事により可能になります。

機能8:優れた拡張性(一部開発中)
機能構成図
※各種センサー
EnOceanデバイス/IO-Linkデバイス/Deguデバイス/BlueToothデバイス/シリアル接続のセンサー等

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