Chapter 00

目次と学習の進め方

この編の狙い.
生成 AI にコーディングさせた組み込みシステムを、ソースを見ずに外側からテストする—— 電源・信号・バス・無線・デバッグポートから状態を読み、刺激を与え、堅牢性と守りを試し、それを自動の仕組みに育てる。「外から観測できるものには、必ず内部の手がかりがある」を出発点に、対象ごと（電力・デジタル・アナログ・BLE・Wi-Fi・SDR・USB…）の手順と道具を実務の順で並べる。

この編が生まれた背景

生成 AI がファームウェアを書く時代になった。動くコードはすぐ出るが、省電力の抜け・境界の取り違え・例外の未処理・認証の省略・長時間の劣化といった穴が残りやすい。しかもソースは AI が書き換え続ける。だから「外から・繰り返し・自動で」品質を確かめる技術が要る。本編はそのための道具箱である。

前提

C 言語と 16 進数・2 進数が読める。電圧・電流・周波数の基礎がある
マイコンや IoT 機器を触った経験があると入りやすいが、各用語は初出で説明する
Linux（または WSL）と Python が使えると、本編のコマンド（bleak, pyvisa, sigrok-cli 等）をそのまま試せる
テスト対象は自分（自社）の機器を前提とする。特に無線送信・セキュリティ試験には法規制がある（12 章・17 章）

ブラックボックスとは — この編の立場

ブラックボックステストとは、内部構造（ソース・回路の詳細）を知らない前提で、入力（刺激）と出力（観測）だけから機器の正しさを確かめる手法である。本編は外部観測を主役に据えるが、開発中に使えるグレーボックス（デバッグポート経由で内部を少し覗く、08 章）も、役割を分けて活用する。

章の構成

部	章	内容
I. 土台	01 ブラックボックステストとは	白箱との違い・オラクル問題・観測点
	02 テスト設計の土台	刺激/観測/判定・再現性・テストダブル
II. 配線で触れる観測	03 電源と消費電流から状態を読む	シャント・PPK2・波形で状態分類
	04 デジタル信号の観測	ロジアナ・オシロ・サンプリング・デコード
	05 UART とシリアルコンソール	線探し・ボーレート・フレーム
	06 I²C と SPI	バス盗聴・偽センサの注入
	07 アナログ周辺とセンサ	DAC/ADC・PWM・境界と校正
	08 デバッグポート経由の観測	SWD/JTAG・RTT/SWO・グレーボックス
III. 無線を見る・つつく	09 BLE ① 仕組みと状況把握	GAP/GATT・アドバタイズ・スキャン
	10 BLE ② 能動テストとファジング	read/write/notify・境界と順序・切断耐性
	11 Wi-Fi とネットワーク	nmap・キャプチャ・プロキシ・API
	12 サブGHz・独自無線と SDR	RTL-SDR・スペクトラム・変調解析・法規
	13 USB とその他有線	記述子・usbmon・Facedancer・CAN
IV. 質を測る・追い込む	14 タイミングとリアルタイム性	レイテンシ・ジッタ・観測の擾乱
	15 HIL（ハードウェア・イン・ザ・ループ）	世界を模擬して自動テスト
	16 ファジングと堅牢性・長時間試験	枯渇・電源環境ストレス・ソーク
	17 セキュリティのブラックボックス	攻撃面・秘密・認証・サイドチャネル
V. 仕組みにする	18 テスト自動化ハーネスを作る	三層設計・pytest・計測器連携・CI
	19 自作ツール	作る/買う・注入エージェント・解析
	20 テスト計画とケーススタディ	リスク×面・層・BLE 温度ロガー通し

読み方の提案

まず土台: 01 → 02 を読んでから、必要な対象の章へ
配線から状態を読みたい: 03 → 04 → 05 → 06（多くの機器で最初に効く）
BLE 機器をテストしたい: 09 → 10 →（必要なら）17
ネットワーク／無線が中心: 11 → 12 → 13
品質を数値で詰めたい: 14 → 16 →（自動化へ）18
仕組みを立ち上げたい: 18 → 19 → 15 → 20（CI と HIL）
とにかく現場で困っている: 20 のケーススタディから近いものを逆引き

手を動かす仕掛け

各章の末尾には、その章の観測・注入・判定をブラウザ上で体験できる対話デモを置いた。電流波形から状態を読む、UART のボーレートを割り出す、BLE アドバタイズをデコードする、レイテンシのばらつきを見る——実機がなくても、考え方を指で確かめられる。