نظام مضمن
النظام الرقمي هو نظام كامل يحتوي على دارات إلكترونية رقمية أي تعمل عند مستويين الصفر – الواحد وكمثال على هذه الدارات... العدادات... المقارنات.. اذا احتوى النظام الرقمي على بنية برمجبة بالأضافة إلى البنية العتادية عندها نحصل على ما يسمى بـ الأنظمة المطمورة
اذا فالأنظمة المطمورة تعريفا هي: الأنظمة المطمورة هي عبارة عن أنظمة رقمية كاملة يجتمع فيها الكيان الصلب مع العتاد البرمجي في بيئة واحدة ليحققوا التكامل المطلوب حيث يقود فيها العتاد البرمجي العتاد الصلب من اجل تنفيذ المهمات المطلوبة منه
أين توجد الأنظمة المضمنة؟
- في المعامل والمصانع :: دارات التحكم بالروبوتات :: المصانع النووية
- في الشوارع والطرقات :: كدارات المراقبة :: دارات تنظيم المرور
- في البيوت :: كما في الغسالات – المايكروويف – أجهزة الديجيتال
- معك انت الآن :: أجهزة الموبايل :: أو الـ PDA :: وغيرها
اذا الأنظمة المضمنة توجد في كل مكان... لا تستغرب فهي تحيا معك
كيف يتم تصنيع النظام المضمن :: مراحل التصنيع
- تحديد مواصفات النظام Specifications
- تشكيل النماذج والوحدات Modeling
- التصميم المبدئي وتقسيم الوظائف Design Space Exploration And Partitioning
- مرحلة التجميع وتحسين الأداء synthesis and optimization
- مرحلة التحقق والإثبات Validations
- مرحلة التنفيذ : Implementations
تحديد مواصفات النظام Specifications
و تتضمن تحديد الوظائف والمهام المطلوبة من النظام مع وصف واضح ودقيق لكل وظيفة بشكل بعيد عن الغموض
تشكيل النماذج والوحدات Modeling
هي عملية التصور والتخيّل للنظام مع اعادة ترتيب للمرحلة الأولى وفيها يتم إنشاء نموذج الكيان الصلب ونموذج الكيان البرمجي
التصميم المبدئي وتقسيم الوظائف Design Space Exploration And Partitioning
ولها أسلوبين
- Homogeneous : وفيها يتم تقسيم الوظائف من قبل مصمم النظام
- Heterogeneous : وفيها يتم تقسيم الوظائف في المرحلة السابقة عند تشكيل النماذج
مرحلة التجميع وتحسين الأداء synthesis and optimization
وفيها يتم تجميع الوظائف مع بعضها البعض ليتم اختبارها في المرحلة اللاحقة كما يتم فيها عملية تحسين للتصميم بشكل عام
مرحلة التحقق والإثبات Validations
و فيها يتم اختبار التصميم عن طريق إحدى بيئات المحاكاة وذلك للتأكد من سلامة التصميم والتأكد من أنّ النظام يقوم بالوظائف المطلوبة منه كاملة.
مرحلة التنفيذ : Implementations
وهي المرحلة الأخيرة من مراحل تصنيع الأنظمة المضمنة وفيها يتم بناء النظام بشكله الأخير ثم يختبر بشكل عملي قبل طرحه في الأسواق
السؤال التالي ماذا يمكن ان تحتوي الأنظمة المضمنة ؟
خصائص الأنظمة المضمنة ؟
- يخزن على ذاكرة ثابته أو فلاش ميموري
- يقوم بأداء وظيفة واحدة على الأغلب
- ممكن ان يتكون من عدة أنظمة مضمنه
ماذا تحتوي الأنظمة المضمنة ؟
- وحدات المعالجة المركزية
- وحدات تخزين للمعلومات
- وحدات توقيت وعدّ
- وحدات التحويل من الإشارات التشابهية إلى الإشارات الرقمية
- وحدات اظهار للنتائج
- وحدات إرسال واستقبال معلومات
وحدات المعالجة المركزية
و تقسم وحدات المعالجة المركزية إلى ثلاثة اقسام أولاً : معالجات وحيدة الهدف : وهي عبارة عن دارة رقمية مصممة لتنفيذ برنامج واحد محدد خصائصها :
- تحتوي فقط على العناصر التي نحتاجها لتنفيذ البرنامج
- لا يوجد فيها ذاكرة
فوائدها :
- السرعة في الأداء
- الطاقة المنخفضة
- الحجم الصغير
ثانياً : معالجات التطبيقات الخاصة :
وهي عبارة عن معالجات قابلة للبرمجة تم تصميمها وتصنيعها من اجل تنفيذ مجموعة محددة من التطبيقات في حالاتها العامة فهي مزيج بين نوعين من المعالجات النوع الأول الذي رأيناه والنوع الثالث الذي سنراه خصائصها :
- تمتلك ذاكرة برامج
- خط معطيات محسن : Optimized Databath
- وحدات وظائفية محددة
فوائدها :
- مرنة نوعا ما
- أداء جيد
- الحجم الصغير وطاقة منخفضة
ثالثا : معالجات الأهداف العامة :
وهي عبارة عن معالجات قابلة للبرمجة تستخدم وتصنيعها من اجل تنفيذ تطبيقات مختلفة وتعرف بالمعالجات الصغرية خصائصها :
- تمتلك ذاكرة برامج
- خط معطيات عام بالإضافة إلى وجود عدد كبير من المسجلات العامة ووجود وحدة حساب ومنطق عامة أيضاً
فوائدها :
- إنتاجها سريع وتكلفة إنتاجها منخفضة
- مرنة بشكل كبير
و كمثال عليها معالجات البنتيوم من شركة انتل
وحدات التوقيت والعدّ :
وتشمل كافة أنواع العدادات والمؤقتان ويتم استخدامها في الأنظمة المطمورة من اجل تحقيق التزامن في عمل معين
وحدات التحويل من الإشارات التشابهية إلى الإشارات الرقمية والرقمية إلى تشابهية:
وهي من أهم الوحدات التي تتواجد في الأنظمة المطمورة فيها تقوم بتحويل الإشارات التشابهية إلى رقمية وبالعكس وذلك حسب متطلبات الدارات الموضوعة في النظام الرقمي
وحدات الخرج والدخل :
وحدات الخرج لإظهار النتائج والرسائل وكذلك للإعلام بحالات النظام ومن أهم هذه الدارات شاشات الإظهار الكريستالية... لوحات السبع قطع... الليدات وحدات الدخل تستعمل لادخال المعطيات مثل لوحات المفاتيح والحساسات وغيرها
وحدات إرسال واستقبال المعلومات :
ازدات أهمية هذه العناصر خاصة في الآونة الأخيرة حيث أصبح العالم بأكمله يتجه نحو التقنيات اللاسلكية ومن أهم هذه الدارات مرسلات ومستقبلات البلوتوث ومرسلات ومستقبلات الإشارات الراديوية هذه كانت نظرة عامة عن العناصر التي قد تتواجد في النظام المطمور
هذا ما توفر لدي عن الأنظمة المطمورة... ونرحب بمشاركاتكم...
المراجع
Power analysis of embedded operating systems - Design Automation
الوصلات الداخلية والخارجية
يمكنك الاستفادة من الموضوع التالي الاوتومات
als:Eingebettetes System bg:Вградена система ca:Sistema incrustat cs:Vestavěný systém da:Indlejret system de:Eingebettetes System Embedded system]] es:Sistema embebido fa:سامانه توکار fi:Sulautettu järjestelmä fr:Système embarqué he:מערכת משובצת מחשב hi:एम्बेडेड सिस्टम hu:Beágyazott rendszer id:Sistem benam it:Sistema embedded ja:組み込みシステム ko:임베디드 시스템 ml:എംബെഡഡ് സിസ്റ്റം nl:Embedded system nn:Innbaka system no:Innebygd system pl:System wbudowany pt:Sistema embarcado ro:Sistem înglobat ru:Встраиваемая система simple:Embedded system sk:Vnorený systém sr:Уграђени систем sv:Inbyggt system ta:பதிகணினியியல் th:ระบบฝังตัว tr:Gömülü sistem uk:Вбудована система ur:نظام مدفون vi:Hệ thống nhúng zh:嵌入式系统
