임베디드 시스템-개요
체계
시스템은 모든 단위 조립이 일련의 규칙에 따라 함께 작동하는 배열입니다. 또한 고정 된 계획에 따라 하나 또는 여러 작업을 작업, 구성 또는 수행하는 방법으로 정의 할 수 있습니다. 예를 들어 시계는 시간 표시 시스템입니다. 구성 요소는 시간을 표시하기 위해 일련의 규칙을 따릅니다. 부품 중 하나가 고장 나면 시계가 작동을 멈 춥니 다. 따라서 시스템에서 모든 하위 구성 요소가 서로 의존한다고 말할 수 있습니다.
임베디드 시스템
이름에서 알 수 있듯이 Embedded는 다른 것에 연결된 것을 의미합니다. 임베디드 시스템은 소프트웨어가 내장 된 컴퓨터 하드웨어 시스템으로 생각할 수 있습니다. 임베디드 시스템은 독립적 인 시스템 일 수도 있고 대규모 시스템의 일부일 수도 있습니다. 임베디드 시스템은 특정 작업을 수행하도록 설계된 마이크로 컨트롤러 또는 마이크로 프로세서 기반 시스템입니다. 예를 들어, 화재 경보기는 내장 된 시스템입니다. 연기 만 감지합니다.
임베디드 시스템에는 세 가지 구성 요소가 있습니다.
하드웨어가 있습니다.
응용 소프트웨어가 있습니다.
애플리케이션 소프트웨어를 감독하고 대기 시간을 제어하는 계획에 따라 프로세서가 스케줄링에 따라 프로세스를 실행할 수있는 메커니즘을 제공하는 실시간 운영 체제 (RTOS)가 있습니다. RTOS는 시스템 작동 방식을 정의합니다. 응용 프로그램 실행시 규칙을 설정합니다. 소규모 임베디드 시스템에는 RTOS가 없을 수 있습니다.
따라서 임베디드 시스템을 마이크로 컨트롤러 기반의 소프트웨어 기반의 안정적인 실시간 제어 시스템으로 정의 할 수 있습니다.
임베디드 시스템의 특성
Single-functioned− 임베디드 시스템은 일반적으로 특수한 작업을 수행하고 동일한 작업을 반복적으로 수행합니다. 예 : 호출기는 항상 호출기로 작동합니다.
Tightly constrained− 모든 컴퓨팅 시스템은 설계 메트릭에 대한 제약이 있지만 임베디드 시스템의 경우 특히 엄격 할 수 있습니다. 디자인 메트릭은 비용, 크기, 전력 및 성능과 같은 구현 기능의 척도입니다. 단일 칩에 들어갈 수있는 크기 여야하며, 실시간으로 데이터를 처리 할 수있을만큼 빠르게 수행되어야하며 배터리 수명을 연장하기 위해 최소 전력을 소비해야합니다.
Reactive and Real time− 많은 임베디드 시스템은 시스템 환경의 변화에 지속적으로 반응해야하며 특정 결과를 지연없이 실시간으로 계산해야합니다. 자동차 크루즈 컨트롤러의 예를 고려하십시오. 속도 및 브레이크 센서를 지속적으로 모니터링하고 반응합니다. 제한된 시간 내에 반복적으로 가속 또는 감속을 계산해야합니다. 계산이 지연되면 차량 제어에 실패 할 수 있습니다.
Microprocessors based − 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컨트롤러 기반이어야합니다.
Memory− 소프트웨어는 일반적으로 ROM에 내장되므로 메모리가 있어야합니다. 컴퓨터에 보조 메모리가 필요하지 않습니다.
Connected − 입력 및 출력 장치를 연결하려면 주변 장치가 연결되어 있어야합니다.
HW-SW systems− 소프트웨어는 더 많은 기능과 유연성을 위해 사용됩니다. 하드웨어는 성능과 보안을 위해 사용됩니다.
장점
- 쉽게 사용자 정의 가능
- 저전력 소비
- 저렴한 비용
- 향상된 성능
단점
- 높은 개발 노력
- 시장 출시 시간 단축
임베디드 시스템의 기본 구조
다음 그림은 임베디드 시스템의 기본 구조를 보여줍니다.
Sensor− 물리량을 측정하여 관찰 자나 A2D 변환기와 같은 전자 기기에서 읽을 수있는 전기 신호로 변환합니다. 센서는 측정 된 양을 메모리에 저장합니다.
A-D Converter − 아날로그-디지털 변환기는 센서에서 보낸 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환합니다.
Processor & ASICs − 프로세서는 데이터를 처리하여 출력을 측정하고 메모리에 저장합니다.
D-A Converter − 디지털-아날로그 변환기는 프로세서가 공급하는 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환합니다.
Actuator − 액추에이터는 DA 컨버터가 제공하는 출력을 저장된 실제 (예상) 출력과 비교하고 승인 된 출력을 저장합니다.