Вбудована система

Матеріал з Київський університет імені Бориса Грінченки
Перейти до: навігація, пошук
Embedded thumb.jpeg

UKflag.JPG Flagros.gif

Вбудована система (англ. embedded system) — спеціалізована комп'ютерна система або обчислювальний пристрій, призначений для виконання обмеженої кількості функцій, часто, з обмеженнями реального часу. Комбінація апаратного та програмного забезпечення, можливо, з механічними або іншими частинами, призначена для виконання окремої функції. Зазвичай, вбудовані системи є складовою частиною пристрою, включаючи апаратне забезпечення та механічні елементи. На противагу вбудованим, загальні комп'ютерні системи (такі як персональний комп'ютер) призначені для виконання широкого кола завдань. Вбудовані системи присутні у багатьох сучасних приладах.


Оскільки вбудована система призначена для виконання обмеженої кількості функцій, розробники можуть її оптимізувати, зменшуючи вартість продукту, або збільшуючи надійність та швидкодію. Деякі вбудовані системи виготовляються у великій кількості, що стимулює максимально зменшувати їх собівартість.


Фізично, вбудовані системи бувають такими малими, як портативні пристрої (приміром, цифрові годинники або MP3-плеєри) або такими великими, як світлофори, пристрої управління виробництвом, або системи керування ядерними електростанціями. Відповідно, складність може бути низькою, як з одним чипом керування, так і дуже високою, з багатьма пристроями, периферійними приладами, комп'ютерними мережами тощо.


Взагалі кажучи, поняття «вбудована система» не є чітко визначеним, оскільки багато систем мають деякі можливості програмування. Наприклад, кишенькові комп'ютери мають деякі елементи від вбудованих систем — такі як операційні системи та мікропроцесори — але вони не є чисто вбудованими системами, оскільки дозволяють завантаження нових застосунків та підключення нових периферійних пристроїв.

У зв'язку з тим, що система управління розміщується всередині більш складного пристрою, при її розробці ключову роль відіграють такі чинники:

  • мінімальне власне енергоспоживання (можливо автономне живлення);
  • мінімальні власні габарити і вага;
  • власна захист (корпус) мінімальна і забезпечується міцністю і жорсткістю конструкції і застосованими елементами;
  • функції відводу тепла (охолодження) забезпечують мінімум вимог теплових режимів. Якщо щільність теплового потоку (тепловий потік, що проходить через одиницю поверхні) не перевищує 0,5 мВт / см , перегрів поверхні пристрою щодо навколишнього середовища не перевищить 0,5 C, така апаратура вважається нетеплонагруженной і не вимагає спеціальних схем охолодження.
  • Мікропроцесор і системна логіка, а також ключові мікросхеми по можливості поєднані на одному кристалі
  • Спеціальні військово-космічні вимоги з радіаційної та електромагнітної стійкості, працездатність у вакуумі, гарантований час напрацювання, термін доступності рішення на ринку і т. д.

Основою побудови простих вбудованих систем часто служать одноплатні (однокристальні) ЕОМ (див.: мікроконтролер), спеціалізовані або універсальні мікропроцесори, ПЛІС. Для побудови деяких видів вбудованих систем широко використовують мікропроцесори архітектури ARM.

80465.jpeg Ip-telefonia.jpeg Vending-avtomaty.jpg 69129.jpeg 28102012130228 small.jpg

Embendded_system.mm

Flash plugin or Javascript are turned off. Activate both and reload to view the mindmap

Характеристики

  1. Вбудовані системи, призначені для якоїсь певної задачі, на відміну від комп'ютерів, призначених для виконання величезної кількості задач. Деякі з таких мають обмеження функціональності роботи обрахунків в реальному вимірі, які накладаються задля безпеки та зручності використання. Це також дозволяє знижувати системні вимоги для використання задач, спрощувати системи та знижувати їх собівартість.
  2. Вбудовані системи не завжди є автономними та незалежними системами. Іноді вони складається із малих, комп'ютеризованих складових в рамках однієї складної системи, яка служить для загальнішої цілі. Для прикладу такою може бути система сучасних автомобілів із складним електронним начинням, яке керується автомобільним комп'ютером.
  3. Програмна інструкція написана для вбудованих систем називається мікропрограмою, і зберігається в незмінному ПЗП або у вільнозаписуваній пам'яті чипів. Вони працюють із обмеженими апаратними ресурсами, за відсутності клавіатури та/або екрану.

Провідні фірми-виробники

  • Atmel Corporation
  • Fujitsu
  • Infineon Technologies
  • Microchip Technology
  • NXP Semiconductors
  • Renesas Electronics
  • Freescale Semiconductor
  • STMicroelectronics
  • Texas Instruments
  • Transmeta
  • VIA Technologies

Медіа