Ένα ενσωματωμένο σύστημα είναι ένα είδος συστήματος υπολογιστή που έχει σχεδιαστεί κυρίως για να εκτελεί διάφορες εργασίες όπως πρόσβαση, επεξεργασία, αποθήκευση και επίσης έλεγχος των δεδομένων σε διάφορα ηλεκτρονικά συστήματα. Ενσωματωμένα συστήματα είναι ένας συνδυασμός υλικού και λογισμικού όπου το λογισμικό είναι συνήθως γνωστό ως υλικολογισμικό που είναι ενσωματωμένο στο υλικό. Ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά αυτών των συστημάτων είναι, δίνει το o / p εντός των προθεσμιών. Τα ενσωματωμένα συστήματα υποστηρίζουν για να κάνουν την εργασία πιο τέλεια και βολική. Έτσι, χρησιμοποιούμε συχνά ενσωματωμένα συστήματα σε απλές και πολύπλοκες συσκευές. Οι εφαρμογές ενσωματωμένων συστημάτων αφορούν κυρίως στην πραγματική μας ζωή για πολλές συσκευές όπως φούρνο μικροκυμάτων, αριθμομηχανές, τηλεχειριστήριο τηλεόρασης, συστήματα ασφαλείας στο σπίτι και συστήματα ελέγχου κυκλοφορίας γειτονιάς κ.λπ. Ακολουθήστε τον παρακάτω σύνδεσμο για Ενσωματωμένο βασικό διάγραμμα, τύποι και εφαρμογές .
Ενσωματωμένο σύστημα
Βασικά στοιχεία ενσωματωμένου συστήματος
Τα βασικά στοιχεία του ενσωματωμένου συστήματος είναι ο συνδυασμός ενσωματωμένου υλικού συστήματος και λογισμικού ενσωματωμένου συστήματος.
Διάγραμμα μπλοκ ενσωματωμένου συστήματος
Υλικό ενσωματωμένου συστήματος
Ένα ενσωματωμένο σύστημα χρησιμοποιεί μια πλατφόρμα υλικού για την εκτέλεση της λειτουργίας. Το υλικό του ενσωματωμένου συστήματος συναρμολογείται με ένας μικροεπεξεργαστής / μικροελεγκτής . Διαθέτει στοιχεία όπως διεπαφές εισόδου / εξόδου, μνήμη, διεπαφή χρήστη και τη μονάδα οθόνης. Γενικά, ένα ενσωματωμένο σύστημα περιλαμβάνει τα ακόλουθα
- Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος
- Μνήμη
- Επεξεργαστής
- Χρονόμετρα
- Κυκλώματα εξόδου / εξόδου
- Θύρες σειριακής επικοινωνίας
- SASC (ειδικά κυκλώματα εφαρμογής συστήματος)
Λογισμικό ενσωματωμένου συστήματος
ο Το λογισμικό ενός ενσωματωμένου συστήματος είναι γραμμένο για να εκτελέσετε μια συγκεκριμένη λειτουργία. Συνήθως γράφεται σε ρύθμιση υψηλού επιπέδου και στη συνέχεια καταρτίζεται για να προσφέρει κώδικα που μπορεί να κολλήσει σε μια μη πτητική μνήμη στο υλικό. Ένα ενσωματωμένο λογισμικό συστήματος προορίζεται να διατηρήσει τα ακόλουθα τρία όρια
- Ευκολία στη μνήμη του συστήματος
- Ευκολία της ταχύτητας του επεξεργαστή
- Όταν το ενσωματωμένο σύστημα λειτουργεί συνεχώς, υπάρχει ανάγκη περιορισμού της απόλυσης ισχύος για ενέργειες όπως λειτουργία, διακοπή και αφύπνιση.
RTOS (Λειτουργικό σύστημα πραγματικού χρόνου)
Ένα σύστημα το οποίο είναι απαραίτητο για να ολοκληρώσει την εργασία του και να στείλει την υπηρεσία του εγκαίρως, τότε μόνο το είπε λειτουργικό σύστημα σε πραγματικό χρόνο . Το RTOS ελέγχει το λογισμικό της εφαρμογής και παρέχει μια συσκευή που επιτρέπει την εκτέλεση του επεξεργαστή. Είναι υπεύθυνη για τη διαχείριση των διαφόρων πόρων υλικού ενός προσωπικού υπολογιστή και επίσης φιλοξενεί εφαρμογές που εκτελούνται στον υπολογιστή.
Αυτό το λειτουργικό σύστημα έχει σχεδιαστεί ειδικά για να εκτελεί διάφορες εφαρμογές με ακριβή χρονισμό και τεράστια συνοχή. Ιδιαίτερα, αυτό μπορεί να είναι σημαντικό στα συστήματα μέτρησης και βιομηχανικού αυτοματισμού όπου η καθυστέρηση ενός προγράμματος θα μπορούσε να προκαλέσει κίνδυνο για την ασφάλεια.
Μνήμη και επεξεργαστές
Τα διαφορετικά είδη επεξεργαστών που χρησιμοποιούνται σε ένα ενσωματωμένο σύστημα περιλαμβάνουν Ψηφιακό Επεξεργαστή Σήματος (DSP), μικροεπεξεργαστή, Επεξεργαστής RISC , μικροελεγκτής, επεξεργαστής ASSP, επεξεργαστής ASIP και επεξεργαστής ARM. Οι διαφορετικοί τύποι αναμνήσεων ενός ενσωματωμένου συστήματος δίνονται στον παρακάτω πίνακα.
Μνήμη
Χαρακτηριστικά ενσωματωμένου συστήματος
- Γενικά, ένα ενσωματωμένο σύστημα εκτελεί μια συγκεκριμένη λειτουργία και κάνει το ίδιο συνεχώς. Για παράδειγμα: Ένας τηλεειδοποιητής λειτουργεί συνεχώς ως τηλεειδοποιητής.
- Όλα τα υπολογιστικά συστήματα έχουν περιορισμούς στις μετρήσεις σχεδιασμού, αλλά αυτά μπορεί να είναι ιδιαίτερα αυστηρά. Η μέτρηση σχεδιασμού είναι ένα μέτρο λειτουργιών εκτέλεσης όπως μέγεθος, ισχύς, κόστος και επίσης απόδοση.
- Πρέπει να λειτουργεί αρκετά γρήγορα και να καταναλώνει λιγότερη ενέργεια για να αυξήσει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
- Αρκετά ενσωματωμένα συστήματα θα πρέπει να αντιδρούν συνεχώς σε αλλαγές στο σύστημα και επίσης να υπολογίζουν συγκεκριμένα αποτελέσματα σε πραγματικό χρόνο χωρίς καθυστέρηση. Για παράδειγμα, ένας ελεγκτής κρουαζιέρας αυτοκινήτου εμφανίζει συνεχώς και αποκρίνεται στους αισθητήρες ταχύτητας και φρένων. Πρέπει να υπολογίζει την επιτάχυνση / αποεπιταγές συχνά σε περιορισμένο χρονικό διάστημα, ο καθυστερημένος υπολογισμός μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απογοήτευση για τον έλεγχο του αυτοκινήτου.
- Πρέπει να βασίζεται σε έναν μικροελεγκτή ή έναν μικροεπεξεργαστή.
- Πρέπει να απαιτεί μνήμη, καθώς το λογισμικό της γενικά εισάγει σε ROM. Δεν απαιτεί δευτερεύουσες μνήμες στον υπολογιστή.
- Πρέπει να χρειάζεται συνδεδεμένα περιφερειακά για να συνδέσετε συσκευές εισόδου και εξόδου.
- Ένα ενσωματωμένο σύστημα είναι ενσωματωμένο με υλικό και λογισμικό όπου το υλικό χρησιμοποιείται για ασφάλεια και απόδοση και το λογισμικό χρησιμοποιείται για περισσότερη ευελιξία και δυνατότητες.
Εφαρμογές ενσωματωμένου συστήματος
Οι εφαρμογές βασικών συστημάτων περιλαμβάνουν έξυπνες κάρτες, δικτύωση υπολογιστών, δορυφόρους, τηλεπικοινωνίες, ψηφιακά ηλεκτρονικά καταναλωτικά είδη, βλήματα κ.λπ.
Εφαρμογές ενσωματωμένου συστήματος
- Τα ενσωματωμένα συστήματα στα αυτοκίνητα περιλαμβάνουν έλεγχο κινητήρα, σύστημα ελέγχου ταχύτητας, ασφάλεια αμαξώματος, ασφάλεια κινητήρα, ρομποτική σε γραμμή συναρμολόγησης, πολυμέσα αυτοκινήτου, ψυχαγωγία αυτοκινήτου, πρόσβαση E-com, κινητά κλπ
- Τα ενσωματωμένα συστήματα στις τηλεπικοινωνίες περιλαμβάνουν δικτύωση, φορητούς υπολογιστές και ασύρματες επικοινωνίες κ.λπ.
- Ενσωματωμένα συστήματα σε έξυπνες κάρτες περιλαμβάνουν τραπεζικά, τηλέφωνα και συστήματα ασφαλείας.
- Τα ενσωματωμένα συστήματα σε δορυφόρους και πυραύλους περιλαμβάνουν άμυνα, επικοινωνία και αεροδιαστημική
- Τα ενσωματωμένα συστήματα στη δικτύωση υπολογιστών και περιφερειακά περιλαμβάνουν επεξεργασία εικόνας, συστήματα δικτύωσης, εκτυπωτές, κάρτες δικτύου, οθόνες και οθόνες
- Τα ενσωματωμένα συστήματα ψηφιακών καταναλωτικών ηλεκτρονικών περιλαμβάνουν αποκωδικοποιητές, DVD, τηλεοράσεις υψηλής ευκρίνειας και ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές
Επομένως, αυτό αφορά τα βασικά στοιχεία των ενσωματωμένων βασικών συστημάτων και εφαρμογών. Όλοι γνωρίζουμε ότι τα ενσωματωμένα συστήματα είναι εξαιρετικά υπέροχα συστήματα που διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο σε πολλές εφαρμογές όπως εξοπλισμός, βιομηχανικά όργανα κ.λπ. Επιπλέον, τυχόν αμφιβολίες σχετικά με αυτήν την ιδέα ή για την υλοποίηση έργων ενσωματωμένου συστήματος , δώστε τα σχόλιά σας, τις προτάσεις και τα σχόλιά σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι ενσωματωμένων συστημάτων που διατίθενται στην αγορά;
