Grundlagen eingebetteter Systeme und Anwendungen

Ein eingebettetes System ist eine Art von Computersystem, das hauptsächlich darauf ausgelegt ist, verschiedene Aufgaben wie den Zugriff, die Verarbeitung, die Speicherung und auch die Steuerung der Daten in verschiedenen elektronikbasierten Systemen auszuführen. Eingebettete Systeme sind eine Kombination aus Hardware und Software, wobei Software normalerweise als Firmware bezeichnet wird, die in die Hardware eingebettet ist. Eines der wichtigsten Merkmale dieser Systeme ist, dass es die o/p innerhalb der Zeitgrenzen liefert. Eingebettete Systeme unterstützen, um die Arbeit perfekter und bequemer zu machen. Daher verwenden wir häufig eingebettete Systeme auch in einfachen und komplexen Geräten. Die Anwendungen eingebetteter Systeme betreffen hauptsächlich unser reales Leben für verschiedene Geräte wie Mikrowellen, Taschenrechner, TV-Fernbedienungen, Heimsicherheits- und Nachbarschaftsverkehrskontrollsysteme usw. Bitte folgen Sie dem folgenden Link für Grundlagen zu eingebetteten Systemen; Blockdiagramm, Typen und Anwendungen.

Grundlagen des eingebetteten Systems

Die Grundlagen des eingebetteten Systems sind die Kombination aus eingebetteter Systemhardware und eingebetteter Systemsoftware.

Eingebettete Systemhardware

Ein eingebettetes System verwendet eine Hardwareplattform, um den Vorgang auszuführen. Die Hardware des eingebetteten Systems ist mit einem Mikroprozessor/Mikrocontroller ausgestattet. Es verfügt über die Elemente wie Ein-/Ausgabeschnittstellen, Speicher, Benutzerschnittstelle und die Anzeigeeinheit. Im Allgemeinen umfasst ein eingebettetes System Folgendes:

• Netzteil
• Speicher
• Prozessor
• Timer
• Ausgangs-/Ausgangsschaltungen
• Serielle Kommunikationsanschlüsse
• SASC (Systemanwendungsspezifische Schaltungen)

Eingebettete Systemsoftware

Die Software eines eingebetteten Systems wird geschrieben, um eine bestimmte Funktion auszuführen. Es wird normalerweise in einem High-Level-Setup geschrieben und dann herunterkompiliert, um Code anzubieten, der in einem nichtflüchtigen Speicher in der Hardware stecken kann. Eine eingebettete Systemsoftware soll die folgenden drei Grenzen einhalten

• Annehmlichkeit des Systemspeichers
• Annehmlichkeit der Prozessorgeschwindigkeit
• Wenn das eingebettete System ständig läuft, muss die Verlustleistung für Aktionen wie Ausführen, Stoppen und Aufwachen begrenzt werden.

RTOS (Echtzeit-Betriebssystem)

Ein System, das unabdingbar ist, um seine Aufgabe zu erledigen und seinen Dienst pünktlich zu senden, nur dann sagte es, es sei ein Echtzeit-Betriebssystem. RTOS steuert die Anwendungssoftware und bietet ein Gerät, um den Prozessor laufen zu lassen. Es ist für die Verwaltung der verschiedenen Hardware-Ressourcen eines PCs und auch für das Hosten von Anwendungen verantwortlich, die auf dem PC ausgeführt werden.

Dieses Betriebssystem wurde speziell entwickelt, um verschiedene Anwendungen mit einem genauen Timing und einem hohen Maß an Konsistenz auszuführen. Dies kann insbesondere in Mess- und Industrieautomatisierungssystemen von Bedeutung sein, bei denen eine Verzögerung eines Programms ein Sicherheitsrisiko darstellen könnte.

Speicher und Prozessoren

Zu den verschiedenen Arten von Prozessoren, die in einem eingebetteten System verwendet werden, gehören Digital Signal Processor (DSP), Mikroprozessor, RISC-Prozessor, Mikrocontroller, ASSP-Prozessor, ASIP-Prozessor und ARM-Prozessor. Die verschiedenen Speichertypen eines eingebetteten Systems sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Eingebettete Systemeigenschaften

• Im Allgemeinen führt ein eingebettetes System eine bestimmte Operation aus und tut dies kontinuierlich. Zum Beispiel:Ein Pager funktioniert ständig als Pager.
• Alle Computersysteme haben Einschränkungen in Bezug auf Designmetriken, aber diese können besonders eng sein. Die Designmetrik ist ein Maß für Ausführungsmerkmale wie Größe, Leistung, Kosten und auch Leistung.
• Es muss schnell genug funktionieren und weniger Strom verbrauchen, um die Akkulaufzeit zu verlängern.
• Mehrere eingebettete Systeme sollen ständig auf Veränderungen im System reagieren und auch bestimmte Ergebnisse in Echtzeit ohne Verzögerung berechnen. Zum Beispiel ein Auto-Tempomat; es zeigt kontinuierlich Geschwindigkeits- und Bremssensoren an und reagiert darauf. Es muss Beschleunigungen/Verzögerungen in einer begrenzten Zeit häufig berechnen; eine verzögerte Berechnung kann zu einer Enttäuschung bei der Kontrolle des Autos führen.
• Es muss auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor basieren.
• Es muss einen Speicher benötigen, da seine Software im Allgemeinen in das ROM einfügt. Es erfordert keine sekundären Speicher im PC.
• Es muss angeschlossene Peripheriegeräte benötigen, um Ein- und Ausgabegeräte anzuschließen.
• Ein eingebettetes System ist mit Hardware und Software ausgestattet, wobei die Hardware für Sicherheit und Leistung verwendet wird und Software für mehr Flexibilität und Funktionen verwendet wird.

Eingebettete Systemanwendungen

Die Anwendungen der Grundlagen eines eingebetteten Systems umfassen Smartcards, Computernetzwerke, Satelliten, Telekommunikation, digitale Unterhaltungselektronik, Raketen usw.

• Eingebettete Systeme in Automobilen umfassen Motorsteuerung, Geschwindigkeitsregelung, Körpersicherheit, Motorsicherheit, Robotik in einem Fließband, Fahrzeug-Multimedia, Fahrzeugunterhaltung, E-Com-Zugang, Mobiltelefone usw.
• Eingebettete Systeme in der Telekommunikation umfassen Netzwerke, mobile Computer und drahtlose Kommunikation usw.
• In Smartcards eingebettete Systeme umfassen Bank-, Telefon- und Sicherheitssysteme.
• Eingebettete Systeme in Satelliten und Raketen umfassen Verteidigung, Kommunikation und Luft- und Raumfahrt
• Eingebettete Systeme in Computernetzwerken und Peripheriegeräten umfassen Bildverarbeitung, Netzwerksysteme, Drucker, Netzwerkkarten, Monitore und Displays
• Eingebettete Systeme in der digitalen Unterhaltungselektronik umfassen Set-Top-Boxen, DVDs, hochauflösende Fernseher und Digitalkameras

Hier geht es also um die Grundlagen der Grundlagen und Anwendungen eingebetteter Systeme. Wir alle wissen, dass eingebettete Systeme äußerst fabelhafte Systeme sind, die in vielen Anwendungen wie Geräten, Industrieinstrumenten usw. eine wichtige Rolle spielen. Darüber hinaus geben Sie bei Zweifeln bezüglich dieses Konzepts oder der Umsetzung von eingebetteten Systemprojekten bitte Ihr Feedback, Ihre Vorschläge und Kommentare in den Kommentarbereich unten. Hier ist eine Frage an Sie, welche verschiedenen Arten von eingebetteten Systemen sind auf dem Markt erhältlich?