Ποιος είναι ο υπολογιστής ειδικού σκοπού που ενσωματώνεται;

Τα ενσωματωμένα συστήματα είναι υπολογιστές ειδικού σκοπού που έχουν σχεδιαστεί για να εκτελούν μια συγκεκριμένη εργασία μέσα σε ένα μεγαλύτερο σύστημα. Δεν είναι υπολογιστές γενικής χρήσης όπως επιτραπέζιους υπολογιστές ή φορητοί υπολογιστές. Η λειτουργικότητά τους συνδέεται στενά με τη συσκευή στην οποία ενσωματώνονται. Εδώ είναι μερικά παραδείγματα που κατηγοριοποιούνται από την περιοχή εφαρμογής:

από την εφαρμογή:

* Automotive: Μονάδες ελέγχου του κινητήρα (ECU), συστήματα κατά του κλειδώματος (ABS), αερόσακοι, συστήματα ψυχαγωγίας, προηγμένα συστήματα υποβοήθησης οδηγού (ADAs). Αυτά ελέγχουν διάφορες πτυχές του οχήματος, από την απόδοση του κινητήρα έως τα χαρακτηριστικά ασφαλείας.

* Αεροδιαστημική: Συστήματα ελέγχου πτήσης, συστήματα πλοήγησης, συστήματα επικοινωνίας, συστήματα περιβαλλοντικού ελέγχου. Αυτά τα συστήματα απαιτούν υψηλή αξιοπιστία και ανοχή σφάλματος.

* Βιομηχανικός έλεγχος: Προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές (PLCS), συστήματα εποπτείας ελέγχου και απόκτησης δεδομένων (SCADA), ρομποτικοί ελεγκτές. Χρησιμοποιείται για αυτοματοποίηση σε εργοστάσια, σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και σε άλλα βιομηχανικά περιβάλλοντα.

* Electronics καταναλωτή: Οι μικροελεγκτές σε πλυντήρια ρούχων, ψυγεία, μικροκύματα, τηλεοράσεις και άλλες συσκευές. Αυτά ελέγχουν τις βασικές λειτουργίες και συχνά συνδέονται με δίκτυα.

* Ιατρικές συσκευές: Βηματοδότες, αντλίες ινσουλίνης, εξοπλισμός απεικόνισης, συστήματα παρακολούθησης ασθενών. Αυτά απαιτούν υψηλή αξιοπιστία και συχνά αυστηρή κανονιστική συμμόρφωση.

* Τηλεπικοινωνίες: Διακόπτες δικτύου, δρομολογητές, σταθμοί βάσης. Αυτά διαχειρίζονται και διατρέχουν την κυκλοφορία επικοινωνιών.

από τον τύπο επεξεργαστή (ενδεικτικό, όχι εξαντλητικό):

* Μικροελεγκτές (μCs): Αυτοί είναι μικροί υπολογιστές χαμηλής ισχύος που συνήθως βασίζονται σε ένα ενιαίο ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC) που περιέχει μια CPU, μνήμη και περιφερειακά. Είναι επικρατέστερα σε πολλά ενσωματωμένα συστήματα λόγω του χαμηλού κόστους και της κατανάλωσης χαμηλής ενέργειας. Παραδείγματα περιλαμβάνουν εκείνα που βασίζονται σε αρχιτεκτονικές ARM Cortex-M, AVR, PIC.

* Επεξεργαστές ψηφιακού σήματος (DSPS): Βελτιστοποιημένα για τα σήματα επεξεργασίας όπως δεδομένα ήχου, βίντεο και αισθητήρων. Χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό σε εφαρμογές που απαιτούν επεξεργασία σήματος σε πραγματικό χρόνο.

* Ειδικά ενσωματωμένα κυκλώματα εφαρμογής (ASICS): Τυποποιημένα με προσαρμοσμένα τσιπ προσαρμοσμένα για μια πολύ συγκεκριμένη εργασία. Προσφέρετε υψηλές επιδόσεις και αποδοτικότητα, αλλά είναι δαπανηρές για ανάπτυξη.

* System-on-a-chip (SOCS): Ενσωματώστε πολλαπλά εξαρτήματα όπως CPU, GPU, DSP και μνήμη σε ένα μόνο τσιπ. Κοινή σε smartphones, tablet και άλλα σύνθετα ενσωματωμένα συστήματα.

* Πυροβόλων συστοιχιών πύλης (FPGAs): Προγραμματιζόμενες λογικές συσκευές που μπορούν να ρυθμιστούν για να εκτελούν μια ποικιλία εργασιών. Προσφέρετε ευελιξία αλλά μπορεί να καταναλώσει περισσότερη ισχύ από τα ASICS.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτές οι κατηγορίες συχνά επικαλύπτονται. Για παράδειγμα, ένα σύγχρονο ECU της αυτοκινητοβιομηχανίας μπορεί να περιέχει πολλαπλούς μικροελεγκτές, DSP και SOC, όλοι συνεργάζονται για τον έλεγχο διαφορετικών πτυχών του οχήματος. Η φύση "ειδικός σκοπός" βρίσκεται στην * αφιερωμένη λειτουργία * μέσα σε ένα μεγαλύτερο σύστημα, όχι απαραίτητα έναν συγκεκριμένο τύπο επεξεργαστή.