النظام المضمن هو نوع واحد من أنظمة الكمبيوتر المصممة بشكل أساسي لأداء العديد من المهام مثل الوصول إلى البيانات ومعالجتها وتخزينها والتحكم فيها أيضًا في مختلف الأنظمة القائمة على الإلكترونيات. الأنظمة المضمنة عبارة عن مجموعة من الأجهزة والبرامج حيث يُعرف البرنامج عادةً باسم البرامج الثابتة المضمنة في الأجهزة. واحدة من أهم خصائص هذه الأنظمة هي أنها تعطي o / p ضمن الحدود الزمنية. تدعم الأنظمة المدمجة لجعل العمل أكثر كمالا وراحة. لذلك ، كثيرًا ما نستخدم الأنظمة المضمنة في الأجهزة البسيطة والمعقدة أيضًا. تتضمن تطبيقات الأنظمة المدمجة بشكل أساسي في حياتنا الواقعية للعديد من الأجهزة مثل الميكروويف ، والآلات الحاسبة ، وجهاز التحكم عن بعد في التلفزيون ، وأمن المنزل وأنظمة التحكم في حركة المرور في الأحياء ، وما إلى ذلك ، يرجى اتباع الرابط أدناه للحصول على أساسيات النظام المضمن مخطط كتلة وأنواع وتطبيقات .
نظام مضمن
أساسيات النظام المضمنة
أساسيات النظام المضمنة هي مزيج من أجهزة النظام المضمنة وبرامج النظام المضمنة.
مخطط كتلة النظام المضمن
أجهزة النظام المضمنة
يستخدم النظام المضمن منصة أجهزة لأداء العملية. يتم تجميع أجهزة النظام المضمن مع معالج دقيق / متحكم . يحتوي على عناصر مثل واجهات الإدخال / الإخراج والذاكرة وواجهة المستخدم ووحدة العرض. بشكل عام ، يتكون النظام المضمن مما يلي
- مزود الطاقة
- ذاكرة
- المعالج
- الموقتات
- دوائر الإخراج / الإخراج
- منافذ الاتصال التسلسلي
- SASC (الدوائر الخاصة بتطبيق النظام)
برنامج النظام المضمن
ال يتم كتابة برنامج نظام مضمن لتنفيذ وظيفة معينة. عادةً ما يتم كتابتها في إعداد عالي المستوى ثم يتم تجميعها لتقديم رمز يمكن تعليقه داخل ذاكرة غير متقلبة في الجهاز. يهدف برنامج النظام المضمن إلى مراعاة الحدود الثلاثة التالية
- راحة ذاكرة النظام
- راحة سرعة المعالج
- عندما يعمل النظام المضمن باستمرار ، هناك ضرورة للحد من تبديد الطاقة لأعمال مثل الجري والتوقف والاستيقاظ.
RTOS (نظام تشغيل في الوقت الحقيقي)
نظام ضروري لإنهاء مهمته وإرسال خدمته في الوقت المحدد ، عندها فقط قيل أن يكون نظام تشغيل في الوقت الفعلي . يتحكم نظام RTOS في برنامج التطبيق ويوفر جهازًا للسماح بتشغيل المعالج. وهي مسؤولة عن إدارة موارد الأجهزة المختلفة لجهاز الكمبيوتر الشخصي وكذلك التطبيقات المضيفة التي تعمل على جهاز الكمبيوتر.
تم تصميم نظام التشغيل هذا خصيصًا لتشغيل العديد من التطبيقات مع توقيت دقيق وكمية هائلة من الاتساق. على وجه الخصوص ، يمكن أن يكون هذا مهمًا في أنظمة القياس والأتمتة الصناعية حيث يمكن أن يتسبب تأخير البرنامج في خطر على السلامة.
الذاكرة والمعالجات
تشمل الأنواع المختلفة من المعالجات المستخدمة في نظام مضمن معالج الإشارة الرقمية (DSP) والمعالجات الدقيقة والمعالجات الدقيقة معالج RISC ، متحكم ، معالج ASSP ، معالج ASIP ، ومعالج ARM. يتم عرض الأنواع المختلفة من الذكريات للنظام المضمن في الرسم البياني أدناه.
ذاكرة
خصائص النظام المضمنة
- بشكل عام ، يقوم النظام المضمن بتنفيذ عملية معينة ويقوم بالمثل بشكل مستمر. على سبيل المثال: جهاز بيجر يعمل باستمرار كجهاز بيجر.
- جميع أنظمة الحوسبة لها قيود على مقاييس التصميم ، ولكن يمكن أن تكون ضيقة بشكل خاص. مقياس التصميم هو مقياس لميزات التنفيذ مثل الحجم والقوة والتكلفة وكذلك الأداء.
- يجب أن تعمل بسرعة كافية وتستهلك طاقة أقل لزيادة عمر البطارية.
- يجب أن تتفاعل العديد من الأنظمة المضمنة باستمرار مع التغييرات في النظام وأيضًا حساب نتائج معينة في الوقت الفعلي دون أي تأخير. على سبيل المثال ، جهاز التحكم في سرعة السيارة الذي يعرضه باستمرار ويستجيب لمستشعرات السرعة والفرامل. يجب أن يحسب التسارع / خفض التسارع بشكل متكرر في وقت محدود ، يمكن أن يؤدي الحساب المتأخر إلى خيبة أمل للتحكم في السيارة.
- يجب أن يعتمد على متحكم دقيق أو معالج دقيق.
- يجب أن يتطلب ذاكرة ، حيث يتم إدراج برنامجها بشكل عام في ROM. لا يتطلب أي ذكريات ثانوية في جهاز الكمبيوتر.
- يجب أن يحتاج إلى أجهزة طرفية متصلة لإرفاق أجهزة الإدخال والإخراج.
- نظام مضمن يحمل في ثناياه عوامل مع الأجهزة والبرامج حيث يتم استخدام الأجهزة للأمان والأداء ويستخدم البرنامج لمزيد من المرونة والميزات.
تطبيقات النظام المضمنة
تشمل تطبيقات أساسيات النظام المضمن البطاقات الذكية وشبكات الكمبيوتر والأقمار الصناعية والاتصالات والإلكترونيات الاستهلاكية الرقمية والصواريخ وما إلى ذلك.
تطبيقات النظام المضمنة
- تشمل الأنظمة المدمجة في السيارات التحكم في المحرك ، والتحكم في السرعة ، وسلامة الجسم ، وسلامة المحرك ، والروبوتات في خط التجميع ، والوسائط المتعددة للسيارات ، والترفيه في السيارة ، والوصول إلى الإنترنت ، والهواتف المحمولة وما إلى ذلك.
- تشمل الأنظمة المضمنة في الاتصالات السلكية واللاسلكية الشبكات والحوسبة المتنقلة والاتصالات اللاسلكية وما إلى ذلك.
- الأنظمة المدمجة في البطاقات الذكية تشمل الأنظمة المصرفية والهاتفية والأمن.
- تشمل الأنظمة المدمجة في الأقمار الصناعية والصواريخ الدفاع والاتصالات والفضاء
- تشمل الأنظمة المضمنة في شبكات الكمبيوتر والأجهزة الطرفية معالجة الصور وأنظمة الشبكات والطابعات وبطاقات الشبكة والشاشات والشاشات
- تتضمن الأنظمة المضمنة في الإلكترونيات الاستهلاكية الرقمية أجهزة فك التشفير وأقراص DVD وأجهزة التلفزيون عالية الدقة والكاميرات الرقمية
وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بأساسيات وتطبيقات النظام المضمن. نعلم جميعًا أن الأنظمة المدمجة هي أنظمة رائعة للغاية تلعب دورًا حيويًا في العديد من التطبيقات مثل المعدات والأجهزة الصناعية وما إلى ذلك. علاوة على ذلك ، فإن أي شكوك بشأن هذا المفهوم أو لتنفيذ مشاريع النظام المضمنة ، يرجى تقديم ملاحظاتك واقتراحاتك وتعليقاتك في قسم التعليقات أدناه. إليك سؤال لك ، ما هي الأنواع المختلفة للأنظمة المدمجة المتوفرة في السوق؟
