Variasi dan ciri sistem tertanam

Sistem tertanam adalah sistem pengkomputeran khusus yang direka untuk melaksanakan tugas -tugas tertentu dengan cekap dan boleh dipercayai dalam jangka masa yang diberikan.Tidak seperti komputer tujuan umum, yang pelbagai guna dan disesuaikan dengan pelbagai fungsi, sistem tertanam dioptimumkan untuk melaksanakan satu fungsi, sering mengintegrasikan komponen perkakasan seperti papan litar bercetak dan perisian yang sering dijalankan pada mikrokontroler.Sistem ini memainkan peranan penting dalam banyak aplikasi, dari peralatan rumah tangga ke peranti perubatan dan automasi perindustrian.Dalam artikel ini, kita akan menyelidiki ciri-ciri penentuan sistem tertanam, membandingkannya dengan pengkomputeran tujuan umum, dan meneroka pelbagai jenis sistem tertanam berdasarkan fungsi dan prestasi.

Katalog

Ciri -ciri sistem tertanam

Sistem tertanam melayani tujuan yang berbeza, berbeza dari fungsi luas komputer tujuan umum.Ciri-ciri sistem tertanam dibezakan oleh ciri-ciri unik yang membezakannya daripada sistem pengkomputeran umum.Berikut adalah beberapa ciri -ciri yang menentukan ini.

Fungsi khusus

Setiap sistem tertanam disesuaikan dengan unik untuk melaksanakan tugas tertentu.Sebagai contoh, fungsi yang diperlukan dalam mesin basuh jauh berbeza dengan ketuhar gelombang mikro, walaupun kedua -duanya adalah peralatan rumah tangga.Tidak seperti komputer riba atau desktop, yang direka untuk pelbagai tugas, setiap sistem tertanam hanya memberi tumpuan kepada tujuannya yang ditetapkan.Reka bentuk yang didorong oleh tujuan ini dapat menyelaraskan proses dan mengurangkan keperluan untuk kuasa pengkomputeran umum, menjadikannya ideal untuk aplikasi di mana satu set tugas tunggal atau terhad diperlukan.Dalam sistem brek anti-kunci automotif (ABS), sistem tertanam terus memantau kelajuan roda dan menghalang kunci roda semasa brek.Sistem tertanam ABS dioptimumkan semata-mata untuk tujuan ini, memastikan prestasi masa nyata tanpa overhead fungsi yang tidak berkaitan.

Pada masa operasi

Sistem tertanam sering diperlukan untuk beroperasi dalam kekangan masa yang ketat.Fungsi ini boleh dibahagikan kepada dua mod tugas masa yang sukar ia mesti diselesaikan dalam jangka masa yang tepat, seperti yang dilihat dalam sistem seperti kawalan isyarat lalu lintas.Sistem lembut membolehkan beberapa fleksibiliti dengan jangka masa, seperti dalam ketuhar gelombang mikro di mana masa memasak boleh diselaraskan tanpa memberi kesan kepada fungsi keseluruhan.Keupayaan untuk pemprosesan adalah asas sistem tertanam, di mana pelaksanaan tepat pada masanya memberi kesan kepada keberkesanan sistem.Ini terutamanya dalam sistem di mana penangguhan kecil boleh menyebabkan kegagalan atau risiko keselamatan

Pembuatan kos efektif

Oleh kerana reka bentuk khusus tugasnya, sistem tertanam sering lebih efektif untuk menghasilkan daripada komputer tujuan umum.Pendekatan yang disasarkan ini juga menjadikan tenaga yang cekap ini, yang memerlukan kuasa yang kurang untuk beroperasi.Oleh kerana sistem tertanam direka untuk memenuhi peranan tertentu, perkakasan dan perisian ini dioptimumkan untuk tujuan itu.Dengan menghapuskan komponen dan ciri yang tidak perlu, pengeluar dapat mengurangkan kos, menjadikan sistem ini lebih murah dan boleh diakses untuk pengeluaran besar -besaran.Dalam elektronik pengguna, sistem tertanam dalam peranti seperti pemain MP3, peralatan dapur, atau kawalan jauh dihasilkan pada kos yang rendah disebabkan oleh fungsi yang diselaraskan dan seni bina yang dipermudahkan, memastikan bahawa hanya komponen yang diperlukan.

Keperluan pemproses dan memori

Sistem tertanam berbeza -beza dalam keperluan pemproses dan memori berdasarkan kerumitannya.Walaupun sistem yang lebih mudah dengan tugas asas mungkin menggunakan pemproses teras memori rendah, sistem yang canggih dengan fungsi lanjutan mungkin memerlukan pemproses pelbagai teras dan kapasiti memori yang tinggi.Reka bentuk sistem tertanam sering mengimbangi antara kuasa pemprosesan dan kapasiti memori berdasarkan kerumitan aplikasi.Untuk tugas mudah, seperti pengumpulan data sensor dalam sensor suhu, mikrokontroler 8-bit dengan RAM dan penyimpanan paling sedikit dapat mencukupi.Sistem ini menekankan penggunaan kuasa yang rendah dan saiz padat.Aplikasi lanjutan, seperti pemprosesan video dalam sistem kamera drone, memerlukan keupayaan pemprosesan yang mantap, selalunya dengan pemproses pelbagai teras dan memori yang besar.Di sini, sistem tertanam boleh melibatkan sistem operasi masa nyata (RTOS) untuk menguruskan pelaksanaan tugas yang lebih kompleks dengan cekap.

Kekangan reka bentuk yang ketat

Apabila mereka bentuk sistem tertanam, pakar sering menghadapi kekangan yang ketat pada saiz, kos, dan penggunaan kuasa.Keterbatasan reka bentuk ini membantu memastikan prestasi yang optimum untuk tugas -tugas tertentu yang dimaksudkan untuk dilaksanakan.Ia sering merancang sistem tertanam di bawah kekangan yang ketat, termasuk saiz, penggunaan kuasa, dan ketahanan alam sekitar.Memenuhi kekangan ini memerlukan tahap pengoptimuman yang tinggi dalam kedua -dua perkakasan dan perisian.

Membandingkan komputer dan sistem tertanam

Untuk memahami sepenuhnya peranan sistem tertanam, adalah berguna untuk membandingkannya dengan komputer tujuan umum merentasi beberapa dimensi.Untuk memahami sifat-sifat yang berbeza dari sistem tertanam, seseorang mesti meneroka perbezaan dari komputer tujuan umum yang boleh disesuaikan.Sistem tujuan umum dibuat untuk menangani pelbagai tugas yang luas, yang dicirikan oleh kepintaran mereka dalam melaksanakan pelbagai fungsi dengan beberapa kekangan sumber.Sebaliknya, sistem tertanam dilakukan dengan tepat untuk melaksanakan tugas -tugas yang ditetapkan, menunjukkan kecekapan dalam parameter terhad seperti saiz padat, penggunaan kuasa rendah, dan pertimbangan kos.Pengkhususan ini menjadi sebab mereka cemerlang dalam bidang dari alat isi rumah hingga teknologi perindustrian yang canggih.Fungsi yang disesuaikan seperti ini meningkatkan aplikasi, terutamanya dalam persekitaran.Untuk memahami sepenuhnya peranan sistem tertanam, adalah berguna untuk membandingkannya dengan komputer tujuan umum merentasi beberapa dimensi.

Variasi dalam jenis sistem tertanam

Sistem tertanam menawarkan kajian menarik yang boleh dibedah dengan melihat potensi prestasi mereka, fungsi tertentu, dan kehebatan teknikal mikrokontroler mereka.Pilihan mikrokontroler terutamanya mempengaruhi fungsi dan kecekapan sistem tertanam.Ia secara langsung mempengaruhi kedua -dua skop dan skala apa yang dapat dicapai oleh sistem.

Pemprosesan sensitif masa

Sistem ini menangani tugas -tugas di mana masa adalah intipati.Pertimbangkan tuntutan masa yang ketat sistem masa nyata yang keras seperti kawalan lampu lalu lintas, yang memerlukan ketepatan berfungsi dengan betul.Sebaliknya, sistem masa nyata yang lembut, seperti yang ada dalam ketuhar gelombang mikro, menawarkan lebih banyak fleksibiliti masa.Tahap pelbagai ketegangan masa menentukan senario penggunaan mereka, yang seterusnya mempengaruhi betapa kompleksnya reka bentuk mereka mestilah.

Sistem berdiri sendiri

Sistem ini berfungsi secara bebas tanpa sumber luaran.Contohnya termasuk kalkulator dan pemain MP3.Otonomi ini memudahkan reka bentuk mereka, memastikan kebolehpercayaan dan pengalaman individu yang mudah.

Sistem rangkaian

Direka untuk bekerja secara optimum melalui sambungan rangkaian, sama ada berwayar atau tanpa wayar, sistem ini menggunakan protokol komunikasi yang canggih.Mesin Teller Automatik (ATM) menggambarkan bagaimana integrasi rangkaian dapat meningkatkan penyampaian perkhidmatan dan meningkatkan pengalaman individu dengan memanfaatkan rangkaian yang mantap.

Sistem mudah alih

Sistem ini, termasuk telefon pintar dan kamera digital, mempunyai potensi yang luar biasa walaupun kekangan memori dan kuasa.Cabaran ini menjadi meningkatkan kecekapan sistem sambil mengekalkan prestasi tinggi, memacu inovasi yang berterusan dalam pengkomputeran padat.

Klasifikasi oleh keupayaan mikrokontroler

Sistem Skala Kecil:

Sistem seperti mainan elektronik dan mesin layan diri menggunakan mikrokontroler 8 atau 16-bit, mengutamakan kuasa dan kesederhanaan yang rendah.Mencapai keseimbangan antara perkakasan dan keperluan perisian menonjolkan peralihan yang lebih luas ke arah mengurangkan penggunaan tenaga dalam peranti pengguna.

Sistem skala sederhana

Dengan mikrokontroler 16 atau 32-bit, sistem ini mengisi jurang antara fungsi asas dan maju, dilihat dalam peranti seperti router dan pager.Sinergi peningkatan potensi pemprosesan dan reka bentuk yang cekap mencerminkan evolusi berterusan dalam teknologi tertanam.

Sistem yang canggih

Menggunakan teknologi canggih dengan mikrokontroler 32 atau 64-bit, sering digabungkan dengan arsitektur multi-teras, sistem ini menguruskan tugas-tugas permintaan tinggi seperti pemprosesan multimedia dan kawalan satelit.Tumpuan pada memori dan kuasa yang besar menunjukkan pemacu untuk memaksimumkan keupayaan pengiraan lanjutan.

Penciptaan sistem tertanam yang tepat bergantung pada data komponen yang tepat dan model CAD yang komprehensif.Alat dari syarikat -syarikat seperti Pustakawan Ultra memudahkan proses reka bentuk yang diselaraskan dan kecekapan pengeluaran yang lebih baik, mencadangkan trend ke arah persekitaran reka bentuk yang lebih kohesif dalam industri.