Zastosowanie systemów wbudowanych

Share

zastosowaniesystemowwbudowanych111

Systemy wbudowane, wykorzystujące komputery jednopłytkowe, do niedawna były domeną wyłącznie systemów sterowania w automatyce przemysłowej. Obecnie, dzięki popularyzacji tańszych komputerów jednopłytkowych, tego rodzaju urządzenia goszczą także w domach, m. in. w amatorskich projektach wielu ciekawych urządzeń.

System wbudowany to sterownik zaprogramowany i kontrolowany przez system operacyjny, najczęściej typu czasu rzeczywistego (RTOS) z dedykowaną funkcją sterowniczą w większym systemie mechanicznym lub elektrycznym. Jest on wbudowany jako część kompletnego urządzenia, często obejmującego osprzęt i części mechaniczne. Systemy wbudowane kontrolują wiele powszechnie używanych urządzeń w przemyśle i nie tylko. Sektor ten pochłania znaczną większość produkowanych procesorów na rynku.

Nowoczesne systemy wbudowane

Współcześnie systemy wbudowane często opierają się na mikrokontrolerach (tj. procesorach ze zintegrowaną pamięcią oraz interfejsami peryferyjnymi), ale zwykłe mikroprocesory (wykorzystujące zewnętrzne układy scalone – pamięć operacyjną i programu oraz obwody peryferyjne wejścia i wyjścia) są nadal powszechne, zwłaszcza w bardziej złożonych systemach. W obu przypadkach używane procesory mogą być układami ogólnego przeznaczenia lub wyspecjalizowanymi w pewnych klasach obliczeń jednostkami. Czasami spotyka się w tej roli nawet zaprojektowane dla danej aplikacji układy ASIC.

System wbudowany jest dedykowany do pełnienia określonych zadań, tak więc nie musi być uniwersalny. Dzięki temu projektanci mogą go zoptymalizować i zmniejszyć rozmiar oraz koszt produkcji, jednocześnie zwiększając niezawodność i wydajność systemu. Niektóre systemy wbudowane są produkowane masowo, dzięki temu są niezwykle tanie.

Złożoność tego rodzaju urządzeń waha się od niskiej, z pojedynczym mikrokontrolerem, do bardzo wysokiej, z wieloma jednostkami obliczeniowymi, urządzeniami peryferyjnymi i sieciami zamontowanymi wewnątrz dużej obudowy.

zastosowaniesystemowwbudowanych222

Zastosowania systemów wbudowanych

Systemy wbudowane stosowane są w wielu klasach urządzeń. Ich zastosowania obejmują urządzenia przenośne, takie jak zegarki cyfrowe czy odtwarzacze MP3, duże instalacje stacjonarne, takie jak sygnalizatory uliczne, sterowniki automatyki przemysłowej, czy też duże, złożone systemy, takie jak pojazdy hybrydowe, aparatura do rezonansu magnetycznego (MRI) lub systemy awioniki w samolotach pasażerskich.

Systemy wbudowane są powszechnie stosowane w zastosowaniach konsumenckich, przemysłowych, motoryzacyjnych, medycznych, handlowych oraz wojskowych. Urządzenia telekomunikacyjne wykorzystują wiele systemów wbudowanych. Znajdują one swoje zastosowania w switch’ach i routerach telefonicznych, ale także telefonach komórkowych u użytkownika końcowego. Sieci komputerowe wykorzystują dedykowane routery i mosty sieciowe do przesyłania danych.

Do Nowej klasy miniaturowych urządzeń bezprzewodowych zaliczane są sieciowe czujniki bezprzewodowe. Sieci czujników bezprzewodowych, będące podstawą Internetu Rzeczy, wykorzystują miniaturowe systemy wbudowane w postaci pojedynczego układu scalonego. Łączą one w sobie pełne podsystemy komunikacji bezprzewodowej z zaawansowanymi czujnikami. Umożliwiają one w ten sposób mierzenie niezliczonych wartości w świecie fizycznym i podejmowanie działania na podstawie tych informacji poprzez systemy sterowania.

zastosowaniesystemowwbudowanych33

Opcjonalne akcesoria dla systemów wbudowanych

Do większości systemów wbudowanych dostępne są liczne moduły peryferyjne, integrowane z płytkami systemów. Zapewniają one dodatkowe interfejsy wejścia/wyjścia dla modułu podstawowego, które pozwalają na łatwiejszą integrację systemu z sensorami i układami wykonawczymi. Dostępne są moduły posiadające przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe, dodatkowe linie cyfrowego GPIO, interfejsy takie jak I²C, I²S, SPI, UART czy modulatory PWM. Dostępne są także moduły sieciowe, pozwalające na nawiązywanie połączeń przez systemy wbudowane. Wykorzystują one przewodowe interfejsy takie jak CAN, Ethernet czy USB oraz bezprzewodowe interfejsy takie jak Bluetooth czy Wi-Fi. Dostępne są także interfejsy dedykowane do komunikacji z użytkownikiem, umożliwiające podłączenie ekranu LCD, ekranu dotykowego czy dedykowanej klawiatury.

mmc-300x250

300x250aasa

creditreform2

BusinessPL Magazyn

Magazine
kliknij tutaj aby przeczytać nasze najnowsze wydanie