Ενσωματωμένο σύστημα

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Πήδηση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Ένα ενσωματωμένο σύστημα σε κάρτα με επεξεργαστή, μνήμη, τροφοδοτικό και εξωτερικές διεπαφές

Ένα ενσωματωμένο σύστημα είναι σύστημα υπολογιστή με ειδική λειτουργία μέσα σε μεγαλύτερο μηχανικό ή ηλεκτρικό σύστημα, συχνά με περιορισμούς υπολογισμών σε πραγματικό χρόνο.[1][2] Είναι ενσωματωμένο ως μέρος μιας πλήρους συσκευής που συχνά περιλαμβάνει υλικό και μηχανικά μέρη. Τα ενσωματωμένα συστήματα ελέγχουν πολλές συσκευές σε κοινή χρήση σήμερα.[3] Το 98% όλων των μικροεπεξεργαστών κατασκευάζονται ως συστατικά ενσωματωμένων συστημάτων.[4]

Παραδείγματα ιδιοτήτων των τυπικών ενσωματωμένων υπολογιστών σε σύγκριση με τους ομολόγους τους γενικής χρήσης είναι η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, το μικρό μέγεθος, τα εύρωστα λειτουργικά εύρη και το χαμηλό κόστος ανά μονάδα. Αυτό έρχεται στην τιμή των περιορισμένων πόρων επεξεργασίας, γεγονός που τους καθιστά πολύ πιο δύσκολο να προγραμματιστούν και να αλληλεπιδρούν. Ωστόσο, με την οικοδόμηση μηχανισμών πληροφοριών πάνω από το υλικό, εκμεταλλευόμενοι τους πιθανούς υπάρχοντες αισθητήρες και την ύπαρξη ενός δικτύου ενσωματωμένων μονάδων, μπορεί κανείς να διαχειριστεί άριστα τους διαθέσιμους πόρους σε επίπεδο μονάδας και δικτύου, καθώς και να παράσχει αυξημένες λειτουργίες πολύ πιο πέρα από τις διαθέσιμες.[5] Για παράδειγμα, μπορούν να σχεδιαστούν έξυπνες τεχνικές για τη διαχείριση της κατανάλωσης ενέργειας των ενσωματωμένων συστημάτων.[6]

Τα σύγχρονα ενσωματωμένα συστήματα συχνά βασίζονται σε μικροελεγκτές (δηλ. κεντρικές μονάδες επεξεργασίας με ενσωματωμένη μνήμη ή περιφερειακές διεπαφές),[7] αλλά οι συνηθισμένοι μικροεπεξεργαστές (χρησιμοποιώντας εξωτερικά τσιπ για μνήμη και περιφερειακά κυκλώματα διασύνδεσης) είναι επίσης συνηθισμένοι, ειδικά σε πιο σύνθετα συστήματα. Και στις δύο περιπτώσεις, οι χρησιμοποιούμενοι επεξεργαστές μπορεί να είναι τύποι που κυμαίνονται από γενικούς σκοπούς έως αυτούς που εξειδικεύονται σε συγκεκριμένες κατηγορίες υπολογισμών ή ακόμη και προσαρμοσμένοι για την εφαρμογή που βρίσκεται στο χέρι. Μια κοινή πρότυπη κατηγορία αποκλειστικών επεξεργαστών είναι ο επεξεργαστής ψηφιακών σημάτων.

Δεδομένου ότι το ενσωματωμένο σύστημα είναι αφιερωμένο σε συγκεκριμένες εργασίες, οι μηχανικοί σχεδιασμού μπορούν να το βελτιστοποιήσουν για να μειώσουν το μέγεθος και το κόστος του προϊόντος και να αυξήσουν την αξιοπιστία και την απόδοση. Ορισμένα ενσωματωμένα συστήματα είναι μαζικής παραγωγής, επωφελούμενα από οικονομίες κλίμακας.

Τα ενσωματωμένα συστήματα κυμαίνονται από φορητές συσκευές όπως ψηφιακά ρολόγια και συσκευές αναπαραγωγής MP3 έως μεγάλες σταθερές εγκαταστάσεις όπως φανάρια κυκλοφορίας, εργοστασιακές μονάδες ελέγχου και πολύπλοκα συστήματα, όπως τα υβριδικά οχήματα, η μαγνητική τομογραφία και η αεροηλεκτρονική. Η πολυπλοκότητα ποικίλλει από χαμηλή, με ένα ενιαίο μικροελεγκτή τσιπ, έως πολύ υψηλή με πολλαπλές μονάδες, περιφερειακά και δίκτυα τοποθετημένα μέσα σε ένα μεγάλο πλαίσιο ή περίβλημα.

Αναφορές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Michael Barr. «Embedded Systems Glossary». Neutrino Technical Library. http://www.netrino.com/Embedded-Systems/Glossary. Ανακτήθηκε στις 2007-04-21. 
  2. Heath, Steve (2003). Embedded systems design. EDN series for design engineers (2 έκδοση). Newnes, σελ. 2. ISBN 978-0-7506-5546-0. https://books.google.com/books?id=BjNZXwH7HlkC&pg=PA2. «An embedded system is a microprocessor based system that is built to control a function or a range of functions.» 
  3. Michael Barr. Anthony J. Massa (2006). «Introduction». Programming embedded systems: with C and GNU development tools. O'Reilly, σελ. 1–2. ISBN 978-0-596-00983-0. https://books.google.com/books?id=nPZaPJrw_L0C&pg=PA1. 
  4. Barr, Michael (1 August 2009). «Real men program in C». Embedded Systems Design. TechInsights (United Business Media), σ. 2. http://www.embedded.com/electronics-blogs/barr-code/4027479/Real-men-program-in-C. Ανακτήθηκε στις 2009-12-23. 
  5. C.Alippi: Intelligence for Embedded Systems. Springer, 2014, 283pp, (ISBN 978-3-319-05278-6).
  6. S. Mittal, "A survey of techniques for improving energy efficiency in embedded computing systems", IJCAET, 6(4), 440–459, 2014.
  7. Giovino, Bill. «Micro controller.com – Embedded Systems supersite». http://www.microcontroller.com/.