Вбудована система
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.
|
|
|
|
|
Характеристики
- 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.
- 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.
- 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
