(Cơ điện tử Việt Nam) Bạn đang tìm kiếm Hệ thống nhúng ??? ……. Đó là, trên thực tế, một hướng dẫn thực tế và kỹ thuật để hiểu cơ chế mà xây dựng lên một hệ thống nhúng là Nó là một sự lai của phần mềm và phần cứng. Hệ thống này đơn giản là bộ não của hầu hết các hệ thống dựa trên năng lượng điện để xử lý, truy cập, kiểm soát và lưu trữ dữ liệu. Khi các bộ vi xử lý ngày càng trở nên rẻ hơn và nhỏ hơn và hầu hết các sản phẩm như đồng hồ kỹ thuật số, động cơ ô tô, VCR, thang máy, lò vi sóng Owens, máy giặt, đèn LED, bộ điều nhiệt, dụng cụ khoa học và y tế và ô tô, thiết bị điều khiển công nghiệp được điều khiển bằng vi xử lý.
Mọi người áp dụng thuật ngữ "Kiến trúc hệ thống nhúng" giống như bất kỳ hệ thống máy tính nào đang hoạt động trong các thiết bị này. Thực ra trong kỹ thuật này, các hệ thống tính toán được nhúng trong hầu hết các thiết bị điện tử chỉ là về bất kỳ hệ thống máy tính nào khác ngoài máy tính để bàn.
Còn ý nghĩa của nó thì sao? Đó là một số khía cạnh như chi phí thấp, kích thước nén và thiết kế đơn giản khiến hệ thống này trở nên rất phổ biến và xâm nhập vào cuộc sống của con người và cũng trở nên thiết yếu. Hệ thống này được thiết kế để tự chạy mà không có sự can thiệp của con người. Nó có thể được yêu cầu để phản hồi các sự kiện trong thời gian thực.
Lịch sử của hệ thống nhúng
Nếu chúng ta nhìn vào quá khứ, sẽ rõ ràng rằng từ những năm 1930 đến 40, máy tính chủ yếu được dành riêng cho nhiệm vụ mục đích duy nhất. Trong thời kỳ đầu tiên của máy tính, chúng ta thấy một số hệ thống nhúng nổi bật là Máy tính hướng dẫn Apollo được phát triển bởi Charles Stark Draper tại Phòng thí nghiệm Thiết bị MIT. Bộ vi xử lý đầu tiên Intel 4004 chỉ được thiết kế cho máy tính và một số dự án nhỏ khác nhưng chúng vẫn yêu cầu nhiều hỗ trợ bên ngoài dưới dạng bộ nhớ và chip
Vào giữa những năm 80, một dạng mới của kỹ thuật này dường như dạng vi điều khiển hiện đại này cho phép sử dụng rộng rãi hơn và đến cuối thập kỷ đó, nó đã trở thành chuẩn mực hơn là ngoại lệ cho nhiều thiết bị điện tử.
Các thành phần chính của hệ thống nhúng
Bộ xử lý:
- Nó là một đơn vị xử lý trung tâm và được coi là trái tim của Hệ thống nhúng.
- Nó kiểm soát hoạt động của tất cả các mạch khác.
- Nó là phần cứng chạy phần mềm và mang lại sức sống cho Hệ thống nhúng.
Bộ nhớ:
- Nó được sử dụng như một thiết bị lưu trữ cho phần mềm mà bộ xử lý thực thi.
- Nó cung cấp không gian lưu trữ cho dữ liệu như kết quả trung gian, biến chương trình và bất kỳ thông tin nào khác được tạo trong suốt quy trình.
Ngôn ngữ được sử dụng trong hệ thống nhúng
Hợp ngữ luôn được chứng minh là tiên phong cho Hệ thống nhúng lập trình. Ngày nay, có rất nhiều ngôn ngữ được sử dụng để phát triển kỹ thuật này, ví dụ như C, C ++, Forth, Java với J2ME và Ada cải tiến của nó. Phần lớn phần mềm được phát triển cho Hệ thống nhúng là bằng ngôn ngữ C. Theo một cuộc khảo sát gần đây, chỉ ra rằng khoảng 45% phần mềm vẫn được phát triển bằng ngôn ngữ C. Ngôn ngữ C có thể yêu cầu có trình biên dịch C ++ thành thục. Giờ đây, để thực thi không có lỗi và để tận dụng nhiều lợi ích hơn của C ++, các chuyên gia đang cố gắng xác định một tập hợp con của C ++ sẽ được sử dụng trong Hệ thống nhúng và nó được gọi là Embedded C ++.
- Khối xây dựng của hệ thống nhúng
- Thiết bị đầu vào
- Các thiết bị đầu ra
- Bộ phận xử lý trung tâm; đơn vị xử lý trung tâm; Bộ phận điện tử Trung tâm
- Giao diện truyền thông
- Bộ nhớ (ROM và RAM)
- Mạch ứng dụng cụ thể các khối xây dựng cơ bản của hệ thống nhúng
- Hệ thống nhúng, đặc biệt là bộ nhớ, có tài nguyên hạn chế. Nó không có các thiết bị lưu trữ thứ cấp như đĩa mềm hoặc CDROM.
- Các hệ thống này phải nỗ lực chống lại một số thời hạn. Một công việc cụ thể phải được thực hiện trong một thời gian cụ thể. Đây được gọi là Hệ thống thời gian thực. Việc bỏ lỡ thời hạn có thể trở thành nguyên nhân gây ra thảm họa về tài sản hoặc thiệt hại về nhân mạng.
- Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống này phải có độ tin cậy cao nên bạn không thể cho phép đặt lại Hệ thống nhúng của mình.
- Một số Hệ thống nhúng phải hoạt động trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ và độ ẩm rất cao.
- Trong Hệ thống nhúng có nhiều hệ điều hành và bộ xử lý không giống như máy tính để bàn, trong đó nền tảng phần cứng được kiểm soát bởi Intel và hệ điều hành được kiểm soát bởi Microsoft. Vì vậy, việc lựa chọn nền tảng phù hợp là một nhiệm vụ phức tạp trong Hệ thống nhúng.
Phân loại hệ thống kết hợp (dựa trên các yêu cầu về hiệu suất và chức năng)
- Hệ thống nhúng thời gian thực
- Hệ thống nhúng độc lập
- Thiết bị thông tin nối mạng
- Thiêt bị di động
Khoảng thời gian cụ thể trong đó một số nhiệm vụ cụ thể phải được hoàn thành được gọi là hệ thống Thời gian thực . Giả sử ở bất kỳ điều kiện nghiêm trọng nào, một hệ thống phải mở một giá trị trong vòng 30 mili giây nhưng nếu giá trị đó không mở trong thời gian cụ thể này, một thảm họa có thể phát sinh. Những hệ thống có thời hạn nghiêm ngặt như vậy được gọi là Hệ thống thời gian thực cứng . Một ví dụ về hệ thống này là tên lửa được nhúng với hệ thống theo dõi.
Và trong một số hệ thống, thời hạn được thực thi nhưng không tuân theo thời hạn đó nên thảm họa có thể không dẫn đến. Giả sử bạn đưa cho đầu đĩa DVD một lệnh từ điều khiển từ xa và có sự chậm trễ trong việc thực hiện lệnh đó nhưng sự chậm trễ này sẽ không dẫn đến bất kỳ tình trạng nghiêm trọng nào. Loại hệ thống này được gọi là hệ thống Thời gian thực mềm .
Như tên gọi, hệ thống độc lập hoạt động ở chế độ độc lập. Hệ thống này nhận đầu vào, xử lý chúng và tạo ra đầu ra cần thiết. Đầu vào có thể được chỉ huy từ con người, ví dụ như nhấn nút hoặc dưới dạng tín hiệu điện từ đầu dò. Đầu ra có thể ở dạng tín hiệu điện để điều khiển một hệ thống khác, màn hình LCD hoặc LED được sử dụng để hiển thị thông tin cho người dùng.
Hệ thống nhúng đó được cung cấp bởi các giao diện mạng và được truy cập bởi các mạng - Mạng cục bộ hoặc Internet được gọi là Thiết bị Thông tin Mạng. Loại hệ thống nhúng như vậy được kết nối với mạng. Hệ thống NIA chạy giao thức ngăn xếp TCP / IP và sau đó được kết nối với PPP hoặc Ethernet vào mạng và thực hiện giao tiếp với các nút khác trong mạng.
Chẳng hạn như một webcam được kết nối với Internet. Webcam sẽ gửi hình ảnh trong thời gian thực tới bất kỳ hệ thống nào được kết nối với internet. Trong trường hợp đó, webcam chạy phần mềm máy chủ HTTP với TCP / IP. Khóa cửa của một ngôi nhà cũng là một ví dụ của hệ thống nhúng với TCP / IP và HTTP. Nó gửi một cảnh báo đến màn hình của bạn và nó cho phép bạn mở khóa cửa thông qua một cú nhấp chuột. Hệ thống giám sát thời tiết kết nối với internet chạy trong bộ giao thức TCP / IP và phần mềm máy chủ web HTTP.
Thiết bị di động như Máy trợ kỹ thuật số cá nhân (PDA), điện thoại di động, điện thoại thông minh thuộc một loại hệ thống nhúng đặc biệt.
Bạn có thể đọc thêm bài viết liên quan:
