Hệ thống nhúng là một loại hệ thống máy tính được thiết kế chủ yếu để thực hiện một số tác vụ như truy cập, xử lý, lưu trữ và cũng kiểm soát dữ liệu trong các hệ thống dựa trên điện tử khác nhau. Những hệ thống nhúng là sự kết hợp giữa phần cứng và phần mềm, trong đó phần mềm thường được gọi là phần sụn được nhúng vào phần cứng. Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của các hệ thống này là nó cung cấp o / p trong giới hạn thời gian. Hệ thống nhúng hỗ trợ giúp công việc trở nên hoàn hảo và thuận tiện hơn. Vì vậy, chúng tôi cũng thường sử dụng hệ thống nhúng trong các thiết bị đơn giản và phức tạp. Các ứng dụng của hệ thống nhúng chủ yếu liên quan đến cuộc sống thực của chúng ta đối với một số thiết bị như lò vi sóng, máy tính, điều khiển từ xa TV, hệ thống an ninh gia đình và kiểm soát giao thông khu vực lân cận, v.v. Vui lòng theo liên kết dưới đây để Sơ đồ khối, loại và ứng dụng khái niệm cơ bản về hệ thống nhúng .
Hệ thống nhúng
Kiến thức cơ bản về hệ thống nhúng
Cơ bản về hệ thống nhúng là sự kết hợp của phần cứng hệ thống nhúng và phần mềm hệ thống nhúng.
Sơ đồ khối hệ thống nhúng
Phần cứng hệ thống nhúng
Hệ thống nhúng sử dụng nền tảng phần cứng để thực hiện hoạt động. Phần cứng của hệ thống nhúng được lắp ráp với một bộ vi xử lý / vi điều khiển . Nó có các yếu tố như giao diện đầu vào / đầu ra, bộ nhớ, giao diện người dùng và đơn vị hiển thị. Nói chung, một hệ thống nhúng bao gồm các yếu tố sau
- Nguồn cấp
- Ký ức
- Bộ xử lý
- Hẹn giờ
- Mạch đầu ra / đầu ra
- Cổng giao tiếp nối tiếp
- SASC (Các mạch ứng dụng hệ thống cụ thể)
Phần mềm hệ thống nhúng
Các phần mềm của một hệ thống nhúng được viết để thực thi một chức năng cụ thể. Nó thường được viết trong một thiết lập cấp cao và sau đó được biên dịch để cung cấp mã có thể bị kẹt trong bộ nhớ không bay hơi trong phần cứng. Một phần mềm hệ thống nhúng được thiết kế để tuân theo ba giới hạn sau
- Sự thuận tiện của bộ nhớ hệ thống
- Sự thuận tiện của tốc độ bộ xử lý
- Khi hệ thống nhúng chạy liên tục, cần hạn chế tiêu hao năng lượng cho các hành động như chạy, dừng và đánh thức.
RTOS (Hệ điều hành thời gian thực)
Một hệ thống cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ của nó và gửi dịch vụ của nó đúng hạn, thì chỉ nó được cho là một hệ điều hành thời gian thực . RTOS kiểm soát phần mềm ứng dụng và cung cấp một thiết bị để cho phép bộ xử lý chạy. Nó chịu trách nhiệm quản lý các tài nguyên phần cứng khác nhau của máy tính cá nhân và cũng lưu trữ các ứng dụng chạy trên PC.
Hệ điều hành này được thiết kế đặc biệt để chạy các ứng dụng khác nhau với thời gian chính xác và mức độ nhất quán lớn. Đặc biệt, điều này có thể có ý nghĩa quan trọng trong các hệ thống đo lường và tự động hóa công nghiệp, nơi sự chậm trễ của một chương trình có thể gây ra nguy cơ an toàn.
Bộ nhớ và Bộ xử lý
Các loại bộ xử lý khác nhau được sử dụng trong một hệ thống nhúng bao gồm Bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số (DSP), bộ vi xử lý, Bộ xử lý RISC , vi điều khiển, bộ xử lý ASSP, bộ xử lý ASIP và bộ xử lý ARM. Các loại bộ nhớ khác nhau của một hệ thống nhúng được đưa ra trong biểu đồ dưới đây.
Ký ức
Đặc điểm hệ thống nhúng
- Nói chung, một hệ thống nhúng thực hiện một hoạt động cụ thể và thực hiện tương tự liên tục. Ví dụ: Một máy nhắn tin liên tục hoạt động như một máy nhắn tin.
- Tất cả các hệ thống máy tính đều có giới hạn về số liệu thiết kế, nhưng những giới hạn đó có thể đặc biệt chặt chẽ. Chỉ số thiết kế là thước đo các tính năng thực thi như kích thước, công suất, chi phí và cả hiệu suất.
- Nó phải hoạt động đủ nhanh và tiêu thụ ít năng lượng hơn để tăng tuổi thọ pin.
- Một số hệ thống nhúng phải liên tục phản ứng với các thay đổi trong hệ thống và cũng tính toán các kết quả cụ thể trong thời gian thực mà không có bất kỳ sự chậm trễ nào. Ví dụ, một bộ điều khiển hành trình trên ô tô, nó liên tục hiển thị và phản hồi với các cảm biến tốc độ và phanh. Nó phải tính toán gia tốc / giảm tốc thường xuyên trong một khoảng thời gian giới hạn, việc tính toán chậm trễ có thể dẫn đến việc dừng xe để điều khiển xe.
- Nó phải dựa trên vi điều khiển hoặc dựa trên bộ vi xử lý.
- Nó phải yêu cầu một bộ nhớ, vì phần mềm của nó thường chèn vào ROM. Nó không yêu cầu bất kỳ bộ nhớ phụ nào trong PC.
- Nó phải cần thiết bị ngoại vi được kết nối để gắn các thiết bị đầu vào và đầu ra.
- Hệ thống nhúng được tạo sẵn với phần cứng và phần mềm trong đó phần cứng được sử dụng để bảo mật và hiệu suất và Phần mềm được sử dụng để linh hoạt hơn và các tính năng.
Ứng dụng hệ thống nhúng
Các ứng dụng cơ bản của hệ thống nhúng bao gồm thẻ thông minh, mạng máy tính, vệ tinh, viễn thông, điện tử tiêu dùng kỹ thuật số, tên lửa, v.v.
Ứng dụng hệ thống nhúng
- Các hệ thống nhúng trong ô tô bao gồm kiểm soát động cơ, kiểm soát hành trình, an toàn thân xe, an toàn động cơ, robot trong dây chuyền lắp ráp, đa phương tiện trên ô tô, giải trí trên ô tô, truy cập E-com, điện thoại di động, v.v.
- Các hệ thống nhúng trong viễn thông bao gồm mạng, điện toán di động và truyền thông không dây, v.v.
- Hệ thống nhúng trong thẻ thông minh bao gồm hệ thống ngân hàng, điện thoại và bảo mật.
- Hệ thống nhúng trong vệ tinh và tên lửa bao gồm quốc phòng, thông tin liên lạc và hàng không vũ trụ
- Hệ thống nhúng trong mạng máy tính & thiết bị ngoại vi bao gồm xử lý hình ảnh, hệ thống mạng, máy in, card mạng, màn hình và màn hình
- Hệ thống nhúng trong thiết bị điện tử tiêu dùng kỹ thuật số bao gồm set-top box, DVD, TV độ nét cao và máy ảnh kỹ thuật số
Vì vậy, đây là tất cả những điều cơ bản về các ứng dụng và khái niệm cơ bản của hệ thống nhúng. Tất cả chúng ta đều biết rằng hệ thống nhúng là những hệ thống cực kỳ tuyệt vời, đóng một vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng như thiết bị, dụng cụ công nghiệp, v.v. Hơn nữa, bất kỳ nghi ngờ nào liên quan đến khái niệm này hoặc để thực hiện các dự án hệ thống nhúng , vui lòng đưa ra phản hồi, đề xuất và nhận xét của bạn trong phần bình luận bên dưới. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, các loại hệ thống nhúng khác nhau có sẵn trên thị trường là gì?
