Công Nghệ

GIỚI THIỆU HỆ THỐNG NHÚNG

Một hệ thống nhúng có thể là một hệ thống độc lập (ví dụ như đồng hồ, máy giặt…) Hoặc nó có thể là một phần của một hệ thống lớn (ví dụ như hệ thống chống bó cứng phanh trên ô tô, bộ định tuyến trong hệ thống viễn thông…). Một hệ thống nhúng có thể được coi là một hệ thống phần cứng máy tính có phần mềm được nhúng trong nó phục vụ cho một nhiệm vụ cụ thể.

Từ một cấu trúc nhúng đơn giản...
Từ một hệ thống nhúng đơn giản…

Có thể tối ưu hóa để giảm kích thước và giá cả của sản phẩm và tăng độ tin cậy và hiệu suất vì hệ thống nhúng được sử dụng riêng cho các nhiệm vụ cụ thể, các kỹ sư thiết kế.

...đến cấu trúc nhúng phức tạp hơn.
…đến hệ thống nhúng phức tạp hơn.

Các thiết bị có kích thước lớn, bao gồm nhiều thành phần, các thiết bị phụ và mạng được kết nối trên một khung, độ phức tạp của hệ thống nhúng thay đổi từ thấp, chỉ với một vi xử lý duy nhất, đến rất cao.

Lịch sử phát triển

Vào năm 1960 tại MIT – Viện Công nghệ Massachusetts – hệ thống nhúng được Charles Stark Draper sử dụng lần đầu tiên để phát triển Hệ thống dẫn đường Apollo; hệ thống này thường được sử dụng và cải tiến trong rất nhiều nhiệm vụ không gian của NASA.

Đầu tiên, Autonetic, hiện tại là một phần của Boeing, đã phát triển D-17B, máy tính được sử dụng trong hệ thống dẫn đường tên lửa Minuteman I, vào năm 1965. Nó được công nhận là hệ thống nhúng được sản xuất hàng loạt đầu tiên.

Xem nhiều: 🤜  Cách tìm facebook bằng email, gmail chính xác nhất

Hệ thống nhúng đã thúc đẩy sự phát triển của mạch tích hợp cỡ lớn (LSI) với mật độ tích hợp tăng và giá thành giảm trong những năm cuối thập kỷ 60 và đầu thập kỷ 70. Việc áp dụng chip MOS LSI vào điện toán là cơ sở cho các bộ vi xử lý đầu tiên, khi các kỹ sư bắt đầu nhận ra rằng một hệ thống xử lý máy tính hoàn chỉnh có thể được chứa trên một số chip MOS LSI.

Volkswagen 1600
Volkswagen 1600

Đầu tiên cho ô tô, năm 1968 đã có hệ thống nhúng; Volkswagen 1600 đã sử dụng bộ vi xử lý để kiểm soát hệ thống phun xăng điện tử.

Máy tính (máy tính bỏ túi) sử dụng vi xử lý Intel 4004.
Máy tính (calculator) sử dụng Intel 4004

Năm 1971 Intel cho ra đời bộ vi xử lý thương mại đầu tiên, Intel 4004; bộ vi xử lý 4 bit này được sử dụng với cùng với các chip nhớ và giao tiếp vào ra bên ngoài, để thiết kế máy tính (calculator) và các thiết bị điện tử nhỏ.

Phần đông họ x86, được ra mắt vào năm 1978, kế tiếp là Intel 8080 vào năm 1974 và Intel 8008 8 bit vào năm 1972, vẫn được áp dụng cho đến ngày nay.

Texas Instruments phát triển vi điều khiển đầu tiên của mình, TMS1000, vào năm 1971. Năm 1974, vi điều khiển này được ra mắt, bao gồm bộ xử lý 4 bit, bộ nhớ ROM và bộ nhớ RAM.

Đến cuối những năm 1990, những sản phẩm tích hợp Linux ban đầu đã bắt đầu xuất hiện. Năm 1987, hệ điều hành tích hợp đầu tiên, VxWorks thời gian thực, được phát hành bởi Wind River, tiếp theo là Windows Embedded CE của Microsoft vào năm 1996. Hiện nay, Linux được áp dụng trong phần lớn các thiết bị tích hợp.

Xem nhiều: 🤜  Adobe Creative Cloud là gì? Bao gồm những ứng dụng nào?

Các thành phần của hệ thống nhúng

Các thành phần của hệ thống nhúng bao gồm: vi xử lý, bộ nhớ, giao diện ngoại vi và hệ điều hành nhúng. Vi xử lý là trái tim của hệ thống, thực hiện các phép tính và quản lý các tác vụ. Bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ dữ liệu và chương trình. Giao diện ngoại vi cho phép hệ thống nhúng giao tiếp với các thiết bị bên ngoài như cảm biến, động cơ, màn hình, vv. Hệ điều hành nhúng quản lý và điều khiển hoạt động của hệMột hệ thống nhúng có ba thành phần:

Thiết bị phần cứng;.

Phần mềm áp dụng;.

Hệ điều hành thời gian thực (RTOS) xác định cách thức hoạt động của hệ thống và thiết lập các quy tắc trong quá trình thực hiện chương trình ứng dụng. RTOS giám sát phần mềm ứng dụng và cung cấp cơ chế cho phép bộ xử lý chạy một quy trình theo lịch trình bằng cách tuân theo kế hoạch kiểm soát độ trễ.

Một hệ thống nhúng quy mô nhỏ có thể không cần hệ điều hành thời gian thực.

Đặc điểm của một hệ thống nhúng

Một hệ thống nhúng thường thực hiện một nhiệm vụ đặc biệt. Ví dụ: Thiết bị nhắn tin, thiết bị thu GPS… – Đơn nhiệm

Tất cả các hệ thống máy tính đều có các ràng buộc về dữ liệu thiết kế, nhưng các dữ liệu này trên một hệ thống nhúng có thể đặc biệt nghiêm ngặt.- Ví dụ, yêu cầu một hệ thống nhúng có kích thước nhỏ bằng một con chip, đủ nhanh để xử lý dữ liệu trong thời gian thực và tiêu thụ ít năng lượng để kéo dài tuổi thọ pin.- Bị ràng buộc nghiêm ngặt.

Nhiều hệ thống nhúng phải liên tục phản ứng với những biến đổi trong môi trường của hệ thống và phải tính toán một số kết quả cụ thể trong thời gian thực mà không có bất kỳ sự trì hoãn nào.- Ví dụ, bộ điều khiển hành trình xe hơi liên tục theo dõi và phản ứng với các cảm biến tốc độ và phanh; phải tính toán gia tốc hoặc giảm tốc liên tục trong một khoảng thời gian giới hạn; một tính toán trễ chậm có thể gây ra tình trạng không kiểm soát được chiếc xe.- Khả năng đáp ứng thời gian thực.

Xem nhiều: 🤜  Cách gửi file Word, Excel, PDF, Powerpoint qua Zalo trên máy tính, điện thoại

Ứng dụng của hệ thống nhúng

Một số ngành áp dụng công nghệ nhúng
Một số lĩnh vực ứng dụng hệ thống nhúng

Các ứng dụng thương mại, công nghiệp, quân sự, y tế và sản phẩm gia dụng thường tìm thấy hệ thống nhúng.

Tất cả đều sử dụng các thiết bị gắn kết để cảm biến và điều khiển.

Xu hướng phát triển

Các hệ thống nhúng trong ngành công nghiệp dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng nhanh chóng. Điều này được thúc đẩy bởi sự phát triển không ngừng của Trí tuệ nhân tạo (AI – Trí tuệ nhân tạo), Thực tế ảo (VR – Ảo tưởng thực tế) và Thực tại tăng cường (AR – Tăng cường thực tế), học máy (Machine learning), học sâu (Deep learning) và Internet vạn vật (IoT – Mạng vạn vật).

Thị trường toàn cầu cho lĩnh vực công nghiệp hệ thống nhúng được ước tính có giá trị 68,9 tỷ đô la vào năm 2017 và dự kiến sẽ tăng lên 105,7 tỷ đô la vào cuối năm 2025, theo báo cáo năm 2018 được công bố bởi QYResearch.

Hệ thống nhúng trong các chương trình đào tạo của Học viện

Các ngành được triển khai dạy tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông bao gồm Hệ thống nhúng, Công nghệ kỹ thuật điện, Công nghệ kỹ thuật điện tử, Công nghệ internet vạn vật (IoT), Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa, Kỹ thuật điện tử viễn thông, Bảo mật thông tin và Công nghệ thông tin.

Các nền tảng thời gian thực, các kết cấu thiết kế hệ thống nhúng, và các phương pháp xây dựng các thành phần cấu thành của hệ thống nhúng, học sinh được trang bị những kiến thức căn bản về hệ thống nhúng, phương pháp phân tích và kiểm tra hệ thống. Điều này giúp học sinh có khả năng phát triển các hệ thống nhúng với sự tối ưu đồng thời cả phần mềm và phần cứng.

Xem nhiều: 🤜  Cách loại bỏ dấu phẩy trong Excel đơn giản, hiệu quả

Đáp ứng yêu cầu thực tế, học sinh sẽ tự đề ra phương án và triển khai thiết kế hệ thống nhúng dựa trên các bộ vi điều khiển có sẵn trong phòng thí nghiệm của Khoa Kỹ thuật điện tử. Học sinh được hướng dẫn phương pháp phân tích, tổng hợp các yêu cầu thiết kế. Đặc biệt ở ngành Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử, học sinh cũng phải thực hiện Đồ án thiết kế hệ thống nhúng, giúp học sinh có cơ hội nâng cao khả năng phân tích, tổng hợp, thiết kế hệ thống nhúng dựa trên các bộ vi điều khiển có sẵn trong phòng thí nghiệm của Khoa Kỹ thuật điện tử.

HomeTV

HomeTV là kênh truyền hình giải trí tổng hợp thuộc TOP 20 kênh truyền hình có lượng khán giả xem cao nhất Việt Nam.

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You cannot copy content of this page