Hệ thống nhúng là gì?

Hệ thống nhúng được gọi là hệ thống nhúng trong tiếng Anh. Đây là một thuật ngữ cho một hệ thống tự trị được nhúng trong một môi trường hoặc một hệ thống cấp cao hơn. Nó là một hệ thống tích hợp giữa phần cứng và phần mềm để giải quyết các vấn đề cụ thể trong công nghiệp, tự động hóa, truyền thông, v.v.

Các hệ thống nhúng có khả năng hoạt động ổn định và mức độ tự động hóa cao, thường được trang bị các chức năng riêng biệt. Một hệ thống chỉ có thể thực hiện một hoặc một vài chức năng cố định được yêu cầu của các thiết bị thường không thể hoạt động. Chúng có thể được tối ưu hóa về kích thước và chi phí sản xuất.

Các hệ thống nhúng thường được sản xuất với số lượng lớn, đa dạng và phong phú. Về độ phức tạp, một hệ thống nhúng đơn giản đối với một bộ vi điều khiển, nhưng phức tạp hơn với nhiều đơn vị và thiết bị ngoại vi. Một số thiết bị phổ biến sử dụng hệ thống này là: đồng hồ kỹ thuật số, máy nghe nhạc MP3, đèn giao thông, hệ thống điều khiển nhà máy, hệ thống điều khiển năng lượng hạt nhân, v.v.

Thuộc tính của hệ thống nhúng

Các hệ thống nhúng được thiết kế đặc biệt để thực hiện một hoặc nhiều tác vụ, không phải là máy tính đa chức năng.

Hệ thống yêu cầu vận hành theo thời gian thực, vận hành an toàn và có khả năng ứng dụng.

Một số hệ thống không yêu cầu nghiêm ngặt, hạn chế chặt chẽ. Cho phép các hệ thống đơn giản hóa phần cứng để giảm chi phí sản xuất. Cũng có một số hệ thống đòi hỏi sự phức tạp trong các thiết bị mà chúng điều khiển.

Một hệ thống nhúng thường không phải là một thực thể riêng biệt mà là một hệ thống phức hợp bên trong thiết bị điều khiển nó.

Các hệ thống nhúng được viết bởi phần mềm phần sụn và được lưu trữ trên các chip nhớ ROM và Flash và chạy trên các tài nguyên phần cứng hạn chế.

1. Giao diện

Các hệ thống có thể sử dụng giao diện cũng có thể không sử dụng giao diện. Các hệ thống không sử dụng giao diện được gọi là hệ thống đơn sắc, trong khi các hệ thống có giao diện đầy đủ được sử dụng để giao tiếp giống như một hệ điều hành trong các thiết bị máy tính để bàn.

Các hệ thống đơn giản sử dụng các nút và đèn LED, chỉ có chữ và số nhỏ cũng như menu hệ thống đơn giản.
Các hệ thống phức tạp có màn hình cảm ứng đồ họa và các nút xung quanh mép.

2. Kiến trúc CPU

Bộ xử lý CPU cho hệ thống nhúng được chia thành hai loại: bộ vi xử lý và bộ vi điều khiển. Các bộ vi điều khiển thường được tích hợp các thiết bị ngoại vi trên chip để giảm kích thước của hệ thống. Một số kiến ​​trúc CPU sử dụng hệ thống nhúng như: ARM, MIPS, PowerPC, x86, PIC, 8051, v.v.

3. Thiết bị ngoại vi

Một số thiết bị ngoại vi dùng để giao tiếp với hệ thống nhúng: SCI (RS-232; RS-422; RS-485,...), USB, giao tiếp nối tiếp đồng bộ (I2C, SPI, SSC,...) Định lượng ( PLL, so sánh, đơn vị xử lý thời gian,...),...

4. Công cụ phát triển

Phần mềm hệ thống nhúng được tạo bởi các trình biên dịch, trình biên dịch chương trình hợp ngữ và các công cụ gỡ lỗi. Ngoài ra còn có một số công cụ chuyển đổi như trình gỡ lỗi mạch, chương trình mô phỏng, tiện ích để thêm tổng kiểm tra và giá trị CRC, hệ thống xử lý tín hiệu số, v.v.

5. Độ tin cậy

Đây là một hệ thống đáng tin cậy được tích hợp trong các máy dự kiến ​​sẽ chạy trong nhiều năm mà không gặp sự cố hệ thống. Cũng không được sử dụng các thiết bị không đáng tin cậy như ổ đĩa, công tắc và nút bấm.

Ứng dụng hệ thống nhúng trong thực tế

Các hệ thống nhúng truyền thống tiêu thụ rất ít năng lượng, rẻ và không chiếm quá nhiều dung lượng. Do đó, các hệ thống này đang dần được sử dụng ngày nay. Một trong số đó đáng được đề cập:

Thiết bị y tế: Máy thẩm thấu, máy tạo nhịp tim,..
Các thiết bị gia dụng như tủ lạnh, lò vi sóng, lò nướng, bếp chiên nhúng, v.v.
Thiết bị văn phòng: máy fax, máy in, máy photocopy, máy scan, máy trả lời tự động,..
Các thiết bị kết nối Internet: bộ định tuyến, trung tâm, cổng, v.v.
Thiết bị điện tử: đồng hồ kỹ thuật số, máy nghe nhạc MP3, điện thoại di động, v.v.
Trong công nghiệp, chúng được sử dụng cho hầu hết các dây chuyền sản xuất tự động và robot, v.v.
Hệ thống kiểm soát không lưu, hệ thống định vị, v.v.

Xem thêm bài viết tại: https://ipc247.com/he-thong-nhung-la-gi/

Tìm hiểu thêm về IPC247 tại:
Địa chỉ: 39 Nguyễn Bỉnh Khiêm, Phường 1, Gò Vấp, Thành phố Hồ Chí Minh
SĐT: 02871097868
Google map: https://www.google.com/maps?cid=7149257793200023467

Socials:

https://www.magcloud.com/user/ipc247vn

https://www.microsoftpartnercommunity.com/t5/user/viewprofilepage/user-id/156040

https://www.mixcloud.com/maytinhcongnghiepipc247/