20 ຕົວຢ່າງຕົວຈິງຂອງຄອມພິວເຕີຝັງຕົວທີ່ປ່ຽນແປງຊີວິດປະຈຳວັນ ແລະ ອຸດສາຫະກຳ

I. ບົດນໍາ

ອັນ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ ເປັນລະບົບຄອມພິວເຕີພິເສດທີ່ຖືກອອກແບບມາເພື່ອປະຕິບັດໜ້າວຽກສະເພາະພາຍໃນອຸປະກອນ ຫຼື ແອັບພລິເຄຊັນຂະໜາດໃຫຍ່. ບໍ່ເຫມືອນກັບ ຄອມພິວເຕີທົ່ວໄປ ເຊັ່ນ: ແລັບທັອບ ຫຼື ຄອມພິວເຕີຕັ້ງໂຕະ, ລະບົບຝັງຕົວຈະຖືກປັບປຸງໃຫ້ດີທີ່ສຸດສຳລັບ ໜ້າທີ່ສະເພາະ, ມັກຈະດຳເນີນງານພາຍໃຕ້ຂໍ້ຈຳກັດທີ່ເຂັ້ມງວດໃນ ການໃຊ້ພະລັງງານ, ຂະໜາດ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ແລະ ປະສິດທິພາບໃນເວລາຈິງລະບົບເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນອ້ອມຮອບ ໄມໂຄຣຄອນໂທຣເລີ, ໄມໂຄຣໂປຣເຊສເຊີ, ຫຼື ລະບົບໃນຊິບ (SoC) ສະຖາປັດຕະຍະກຳ, ການເຊື່ອມໂຍງທັງຮາດແວ ແລະ ຊອບແວເຂົ້າກັນໃນໂຊລູຊັ່ນດຽວທີ່ກະທັດຮັດ.

ເທ ປະຫວັດສາດຂອງຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ ມີມາຕັ້ງແຕ່ຊຸມປີ 1960, ໂດຍມີຕົວຢ່າງໃນຕອນຕົ້ນເຊັ່ນ: ຄອມພິວເຕີແນະນຳ Apollo ທີ່ໃຊ້ໃນພາລະກິດອະວະກາດຂອງ NASA. ນັບຕັ້ງແຕ່ນັ້ນມາ, ຂະແໜງການດັ່ງກ່າວໄດ້ພັດທະນາຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເຮັດໃຫ້ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່, ຄອມພິວເຕີກະດານດຽວ (SBCs) ຄືກັບ ຣາສເບີຣີ Pi ແລະ ກະດານ Beagle, ແລະນັບບໍ່ຖ້ວນ ອຸປະກອນ IoT ພະລັງນັ້ນໃນໂລກທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນໃນປະຈຸບັນ. ຈາກ ໜ່ວຍຄວບຄຸມເຄື່ອງຈັກລົດຍົນ (ECU) ໄປຫາ ເຄື່ອງກະຕຸ້ນຫົວໃຈທາງການແພດ, ແລະ ຈາກ ຫຸ່ນຍົນອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກຳ ໄປຫາ ລະບົບປ້າຍໂຄສະນາດິຈິຕອນ, ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຕົວໄດ້ກາຍເປັນກະດູກສັນຫຼັງທີ່ງຽບສະຫງົບຂອງເຕັກໂນໂລຢີທີ່ທັນສະໄໝ.

ຄວາມສຳຄັນຂອງ ລະບົບຝັງຕົວ ຢູ່ໃນຄວາມແຜ່ຫຼາຍ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການປັບຕົວຂອງພວກມັນ. ພວກມັນພົບເຫັນຢູ່ໃນ ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າສຳລັບຜູ້ບໍລິໂພກ ເຊັ່ນ: ໂທລະສັບສະຫຼາດ, ເຄື່ອງຊັກຜ້າ, ແລະ ໂມງອັດສະລິຍະ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບໃນ ແອັບພລິເຄຊັນທີ່ສຳຄັນ ຄື ຍານພາຫະນະອັດຕະໂນມັດ, ສາຍອັດຕະໂນມັດຂອງໂຮງງານ, ແລະ ອຸປະກອນການແພດການອອກແບບຂອງເຂົາເຈົ້າມັກຈະກ່ຽວຂ້ອງກັບ ລະບົບປະຕິບັດການທີ່ຝັງຢູ່ (RTOS, Embedded Linux, ຫຼື Android variants), ຮັບປະກັນປະສິດທິພາບທີ່ໜ້າເຊື່ອຖື ແລະ ຄາດເດົາໄດ້.

ບົດຄວາມນີ້ສະໜອງການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງລະອຽດກ່ຽວກັບ ຕົວຢ່າງຂອງຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່, ກວມເອົາ ອຸປະກອນຜູ້ບໍລິໂພກ, ລະບົບອຸດສາຫະກໍາ, ອຸປະກອນການແພດ, ເຕັກໂນໂລຊີຍານຍົນ, ແລະ ວິທີແກ້ໄຂ IoTພວກເຮົາຍັງຈະກວດສອບ ສະຖາປັດຕະຍະກຳຮາດແວ, ແພລດຟອມຊອບແວ, ລັກສະນະການອອກແບບ ແລະ ແນວໂນ້ມໃນອະນາຄົດໃນຕອນທ້າຍ, ຜູ້ອ່ານຈະມີຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງຈະແຈ້ງກ່ຽວກັບວິທີການເຮັດວຽກຂອງລະບົບເຫຼົ່ານີ້, ບ່ອນທີ່ພວກມັນຖືກນໍາໃຊ້, ແລະເປັນຫຍັງພວກມັນຈຶ່ງມີຄວາມສໍາຄັນໃນການສ້າງຮູບແບບອຸດສາຫະກໍາແລະຊີວິດປະຈໍາວັນ.

II. ປະເພດຂອງຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່

ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ ມີຄວາມຄ່ອງແຄ້ວສູງ, ແຕ່ການອອກແບບ ແລະ ການນຳໃຊ້ຂອງພວກມັນສາມາດຈັດເປັນໝວດໝູ່ທີ່ຊັດເຈນ. ການເຂົ້າໃຈການຈັດປະເພດເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສິ່ງຈຳເປັນສຳລັບວິສະວະກອນ, ຜູ້ຊ່ຽວຊານດ້ານໄອທີ, ແລະ ທຸລະກິດທີ່ປະເມີນຜົນ ໂຊລູຊັ່ນ PC ທີ່ຝັງຢູ່ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະຖືກຈັດລຽງໂດຍ ປັດໄຈຮູບແບບ ແລະ ສະຖາປັດຕະຍະກຳ ໃນດ້ານໜຶ່ງ, ແລະໂດຍ ໜ້າທີ່ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການເຄືອຂ່າຍ ໃນອີກດ້ານໜຶ່ງ.

ກ. ຕາມຮູບແບບ / ສະຖາປັດຕະຍະກຳ

1. ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ໃນລະບົບໃນຊິບ (SoC)

ກ ລະບົບໃນຊິບ (SoC) ປະສົມປະສານ CPU, ໜ່ວຍຄວາມຈຳ, ຕົວຄວບຄຸມ I/O, ແລະບາງຄັ້ງແມ່ນແຕ່ GPU ເຂົ້າໄປໃນຊຸດຊິລິໂຄນດຽວ. ສະຖາປັດຕະຍະກຳນີ້ແມ່ນສຸດຍອດຫຼາຍ ກະທັດຮັດ, ປະຫຍັດພະລັງງານ ແລະ ປະຫຍັດຕົ້ນທຶນການອອກແບບ SoC ແມ່ນພົບໃນ ໂທລະສັບສະຫຼາດ, ອຸປະກອນ IoT, ໂມງອັດສະລິຍະ ແລະ ລະບົບປ້າຍໂຄສະນາດິຈິຕອນ, ບ່ອນທີ່ປະສິດທິພາບຕ້ອງມີຄວາມສົມດຸນກັບ ການໃຊ້ພະລັງງານຕໍ່າການອອກແບບທີ່ຄົບຖ້ວນຂອງພວກມັນເຮັດໃຫ້ພວກມັນເໝາະສົມສຳລັບ ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າພົກພາ ແລະ ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າສຳລັບຜູ້ບໍລິໂພກ ບ່ອນທີ່ພື້ນທີ່ມີຈຳກັດ.

2. ຊັອກເກັດ ຫຼື ຄອມພິວເຕີຝັງຕົວແບບໂມດູນ

ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ໃນຊັອກເກັດ ຖືກອອກແບບມາເພື່ອ ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ແລະ ການປັບແຕ່ງບໍ່ເຫມືອນກັບ SoCs, CPU ແລະ ໂມດູນໜ່ວຍຄວາມຈຳ ມັກຈະໄດ້ຮັບການຍົກລະດັບ, ຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງຜະລິດຕະພັນໃນ ລະບົບອັດຕະໂນມັດທາງອຸດສາຫະກຳ, ຫຸ່ນຍົນ, ຕູ້ບໍລິການ ແລະ ອຸປະກອນການຖ່າຍພາບທາງການແພດພວກມັນມີລັກສະນະ ຊ່ອງຂະຫຍາຍ ແລະ ຕົວເລືອກ I/O ຫຼາຍອັນ, ຮອງຮັບອຸປະກອນຕໍ່ພ່ວງຂັ້ນສູງເຊັ່ນ: ຕົວເລັ່ງ GPU, Ethernet ຄວາມໄວສູງ, ແລະ ອິນເຕີເຟດ CAN busລະບົບເຫຼົ່ານີ້ຖືກເລືອກເມື່ອ ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍປະສິດທິພາບ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືໃນໄລຍະຍາວ ມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍ.

3. ຄອມພິວເຕີກະດານດຽວ (SBCs)

ຄອມພິວເຕີກະດານດຽວ (SBCs) ເຊັ່ນວ່າ Raspberry Pi, BeagleBoard, ແລະ Arduino ປະສົມປະສານອົງປະກອບທີ່ສຳຄັນທັງໝົດເຂົ້າໃນກະດານວົງຈອນຂະໜາດກະທັດຮັດ. ພວກມັນສະເໜີຄວາມສົມດຸນລະຫວ່າງ ລາຄາທີ່ເໝາະສົມ ແລະ ໜ້າທີ່ການໃຊ້ງານ, ເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມສຳລັບ ການສຶກສາ, ການສ້າງຕົ້ນແບບ, ປະຕູທາງອິນເຕີເນັດ (IoT), ແລະ ການຄວບຄຸມອຸດສາຫະກຳເບົາ. SBCs ຄອມພິວເຕີກະດານດຽວ ມີຄວາມຄ່ອງແຄ້ວຫຼາຍ: ໃນຫ້ອງຮຽນ, ພວກເຂົາສອນການພັດທະນາແບບຝັງຕົວ; ໃນອຸດສາຫະກໍາ, ພວກເຂົາໃຫ້ບໍລິການ ການຄວບຄຸມອັດຕະໂນມັດລາຄາຖືກ ຫຼື ຟັງຊັນການປະມວນຜົນຂອບຄວາມນິຍົມຂອງພວກເຂົາແມ່ນມາຈາກຊຸມຊົນນັກພັດທະນາຂະໜາດໃຫຍ່ ແລະ ການສະໜັບສະໜູນລະບົບປະຕິບັດການຢ່າງກວ້າງຂວາງ, ລວມທັງ Linux ແລະ Android ທີ່ຝັງຢູ່.

ຂ. ໂດຍໜ້າທີ່ / ຄວາມສາມາດຂອງເຄືອຂ່າຍ

1. ລະບົບຝັງຕົວແບບຢືນດ່ຽວ

ກ ລະບົບຝັງຢູ່ໂດດດ່ຽວ ຖືກສ້າງຂຶ້ນເພື່ອປະຕິບັດດຽວ ໜ້າທີ່ສະເພາະ ໂດຍບໍ່ມີການເຊື່ອມຕໍ່ພາຍນອກ. ຕົວຢ່າງລວມມີ ຕົວຄວບຄຸມໄມໂຄເວຟ, ເຄື່ອງຄິດໄລ່, ຫຼື ກະດານເຫດຜົນຂອງເຄື່ອງຊັກຜ້າຮາດແວ ແລະ ເຟີມແວຣ໌ຂອງພວກມັນໄດ້ຮັບການປັບປຸງໃຫ້ດີທີ່ສຸດເພື່ອຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື, ຄວາມລຽບງ່າຍ ແລະ ລາຄາ. ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ເນັ້ນໜັກ ປະສິດທິພາບທີ່ແນ່ນອນ ພາຍໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ປິດ.

2. ລະບົບຝັງຕົວແບບເວລາຈິງ (ອີງໃສ່ RTOS)

ບາງອຸດສາຫະກຳບໍ່ສາມາດທົນທານຕໍ່ການຊັກຊ້າໄດ້. ລະບົບຝັງຕົວແບບເວລາຈິງ (RTOS) ຮັບປະກັນ ການປະຕິບັດທີ່ແນ່ນອນ ແລະ ຄາດເດົາໄດ້ ໂດຍການຕອບສະໜອງຕໍ່ສັນຍານປ້ອນຂໍ້ມູນພາຍໃນໄມໂຄຣວິນາທີ. ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ໃຫ້ພະລັງງານ ການຄວບຄຸມຄວາມປອດໄພຂອງຍານຍົນ ຄື ລະບົບເບຣກປ້ອງກັນລັອກ (ABS), ຖົງລົມນິລະໄພ, ແລະ ໜ່ວຍຄວບຄຸມເຄື່ອງຈັກ (ECU), ເຊັ່ນດຽວກັນກັບ ອຸປະກອນການແພດ ເຊັ່ນວ່າ ເຄື່ອງກະຕຸ້ນຫົວໃຈ ຫຼື ເຄື່ອງກະຕຸ້ນຫົວໃຈແພລດຟອມ RTOS ເຊັ່ນ VxWorks, QNX, ຫຼື Embedded Linux ທີ່ມີ PREEMPT_RT patches ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນ ຫຸ່ນຍົນອາວະກາດ, ປ້ອງກັນປະເທດ ແລະ ອຸດສາຫະກຳ.

3. ລະບົບຝັງຕົວໃນເຄືອຂ່າຍ

ໃນຍຸກຂອງ IoT ແລະ ການປະມວນຜົນແບບ edge, ລະບົບຝັງຢູ່ໃນເຄືອຂ່າຍ ແມ່ນມີຢູ່ເລື້ອຍໆ. ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ມີຄຸນສົມບັດໃນຕົວ ການເຊື່ອມຕໍ່ Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, ຫຼື ເຄືອຂ່າຍມືຖື, ເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາສາມາດສື່ສານກັບແພລດຟອມຄລາວ, ເຊີບເວີ ແລະ ອຸປະກອນອື່ນໆ. ຕົວຢ່າງລວມມີ ຕູ້ຂາຍເຄື່ອງອັດສະລິຍະອັດຕະໂນມັດ, ເຊັນເຊີອຸດສາຫະກຳ, ເກດເວ IoT ແລະ ລະບົບຄວາມປອດໄພທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນ. ໂດຍການເຊື່ອມໂຍງ ການຕິດຕາມກວດກາທາງໄກ ແລະ ການວິເຄາະຂໍ້ມູນ, ພວກເຂົາສ້າງຄວາມເຂັ້ມແຂງໃຫ້ແກ່ການບຳລຸງຮັກສາແບບຄາດເດົາໃນໂຮງງານຕ່າງໆ, ການຄຸ້ມຄອງກອງເຮືອໃນການຂົນສົ່ງ, ແລະ ການເພີ່ມປະສິດທິພາບພະລັງງານໃນຕາຂ່າຍໄຟຟ້າອັດສະລິຍະ.

ສະຫຼຸບ

ເທ ໝວດໝູ່ຂອງ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງຂົງເຂດດັ່ງກ່າວ. ໃນດ້ານສະຖາປັດຕະຍະກຳ, ພວກເຮົາເຫັນ ການອອກແບບທີ່ອີງໃສ່ SoC ເພື່ອປະສິດທິພາບທີ່ກະທັດຮັດ, ຄອມພິວເຕີແບບໂມດູນຊັອກເກັດສຳລັບການຂະຫຍາຍໄດ້, ແລະ SBCs ສຳລັບຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ແລະ ລາຄາທີ່ເໝາະສົມໃນດ້ານໜ້າທີ່, ມີ ລະບົບທີ່ໂດດດ່ຽວ ເພື່ອຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືທີ່ສຸມໃສ່, ລະບົບເວລາຈິງ ສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ສຳຄັນຕໍ່ຄວາມປອດໄພ, ແລະ ລະບົບຝັງຢູ່ໃນເຄືອຂ່າຍ ການໃຫ້ພະລັງງານແກ່ ການປະຕິວັດ IoT.

ໂດຍການຈັດປະເພດ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ໃນອຸດສາຫະກຳ ວິທີນີ້, ຜູ້ຕັດສິນໃຈສາມາດຈັດເຕັກໂນໂລຊີໃຫ້ສອດຄ່ອງກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງເຂົາເຈົ້າໄດ້ດີຂຶ້ນ - ບໍ່ວ່າຈະເປັນ ເຊັນເຊີ IoT ລາຄາຖືກ, ກ ຄອມພິວເຕີອຸດສາຫະກຳປະສິດທິພາບສູງ, ຫຼື ກ ຕົວຄວບຄຸມເວລາຈິງສຳລັບລະບົບທີ່ສຳຄັນຕໍ່ພາລະກິດ.

III. ຕົວຢ່າງໃນໂລກຕົວຈິງໃນທົ່ວໂດເມນ

ມູນຄ່າທີ່ແທ້ຈິງຂອງ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ ຈະກາຍເປັນທີ່ຊັດເຈນເມື່ອພວກເຮົາກວດສອບວິທີການນໍາໃຊ້ມັນໃນທົ່ວອຸດສາຫະກໍາຕ່າງໆ. ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າສຳລັບຜູ້ບໍລິໂພກ ໄປຫາ ລະບົບອັດຕະໂນມັດທາງອຸດສາຫະກຳ, ການດູແລສຸຂະພາບ, ຍານຍົນ ແລະ IoT, ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ໃຫ້ ປະສິດທິພາບທີ່ໜ້າເຊື່ອຖື ແລະ ເໝາະສົມກັບໜ້າວຽກສະເພາະ ທີ່ສັງຄົມສະໄໝໃໝ່ເພິ່ງພາອາໄສ. ຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນຕົວຢ່າງຕົວຈິງທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຂອບເຂດຂອງເຂົາເຈົ້າ.

ກ. ອຸປະກອນຜູ້ບໍລິໂພກ

ໃນ ຂະແໜງເອເລັກໂຕຣນິກສຳລັບຜູ້ບໍລິໂພກ, ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ແມ່ນເບິ່ງບໍ່ເຫັນໄດ້, ແຕ່ພວກມັນກຳນົດປະສົບການຂອງຜູ້ໃຊ້.

• 
  ໂທລະສັບສະຫຼາດ ແລະ ແທັບເລັດ - ຂັບເຄື່ອນໂດຍກ້າວຫນ້າ ໂປເຊດເຊີລະບົບໃນຊິບ (SoC), ພວກເຂົາຈັດການທຸກຢ່າງຕັ້ງແຕ່ ການປະມວນຜົນຮູບພາບກ້ອງຖ່າຍຮູບ ໄປຫາ ການເຊື່ອມຕໍ່ເຄືອຂ່າຍ.
  
  

• ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າໃນເຮືອນ – ເຄື່ອງຊັກຜ້າ, ຕູ້ເຢັນ ແລະ ເຕົາໄມໂຄເວຟແມ່ນອາໄສ ໄມໂຄຣຄອນໂທຣເລີ ເພື່ອຈັດການມໍເຕີ, ໂມງຈັບເວລາ ແລະ ກົນໄກຄວາມປອດໄພ.

• ກ້ອງຖ່າຍຮູບດິຈິຕອນ ແລະ ເຄື່ອງຫຼິ້ນເກມ - ເຫຼົ່ານີ້ຈ້າງງານ ຄອມພິວເຕີກະດານດຽວ (SBCs) ເພື່ອດຸ່ນດ່ຽງພະລັງການປະມວນຜົນ, ການອອກແບບທີ່ກະທັດຮັດ, ແລະ ການຕອບສະໜອງໃນເວລາຈິງ.

• ອຸປະກອນສວມໃສ່ໄດ້ - ປະສົມປະສານໂມງອັດສະລິຍະ ແລະ ເຄື່ອງຕິດຕາມການອອກກຳລັງກາຍ ລະບົບຝັງຕົວທີ່ໃຊ້ພະລັງງານຕ່ຳ ທີ່ຕິດຕາມຂໍ້ມູນຊີວະມິຕິ, ເປີດແອັບ ແລະ ເຊື່ອມຕໍ່ໄດ້ຢ່າງບໍ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງຜ່ານ Bluetooth ຫຼື Wi-Fi.

ໃນທີ່ນີ້, ການເນັ້ນໜັກແມ່ນຢູ່ທີ່ ປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານ, ຮູບແບບກະທັດຮັດ, ແລະ ລາຄາທີ່ເໝາະສົມ ໃນຂະນະທີ່ຍັງຮັບປະກັນປະສິດທິພາບທີ່ຕອບສະໜອງໄດ້.

ຂ. ລະບົບອຸດສາຫະກໍາ ແລະ ການຄ້າ

ໃນ ໂລກອຸດສາຫະກຳ, ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ໃນຕົວແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບ ອັດຕະໂນມັດ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື.

• 
  ລະບົບອັດຕະໂນມັດຂອງໂຮງງານ – ຄອມພິວເຕີອຸດສາຫະກຳ ທີ່ຝັງຢູ່ໃນຕູ້ຄວບຄຸມ ຈັດການລະບົບສາຍພານລຳລຽງ, ແຂນຫຸ່ນຍົນ ແລະ ສາຍການຜະລິດດ້ວຍເວລາທີ່ກຳນົດໄວ້.

• ຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກຳ - ມີອຸປະກອນຄົບຊຸດ ລະບົບປະຕິບັດການທີ່ຝັງຢູ່ໃນເວລາຈິງ (RTOS), ຄອມພິວເຕີເຫຼົ່ານີ້ຄວບຄຸມຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງການເຄື່ອນໄຫວ, ການເຊື່ອມຕໍ່ຄວາມປອດໄພ, ແລະ ລະບົບວິໄສທັດຂອງເຄື່ອງຈັກ.

• ຕູ້ ATM ແລະ ຕູ້ ATM - ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ພາຍໃນໃຫ້ການດຳເນີນງານທີ່ປອດໄພ ແລະ ຕໍ່ເນື່ອງໃນ ລະບົບຈ່າຍເງິນດ້ວຍຕົນເອງ, ຕູ້ຂາຍເຄື່ອງອັດຕະໂນມັດ ແລະ ເຄື່ອງຮັບເງິນທະນາຄານ, ມັກຈະມີຮາດແວທີ່ທົນທານສຳລັບເວລາເຮັດວຽກ 24/7.

• ພະລັງງານ ແລະ ສາທາລະນູປະໂພກ - ແມັດອັດສະລິຍະ, ຕົວຄວບຄຸມຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ ແລະ ສະຖານີສາກໄຟ EV ໃຊ້ຕົວຄວບຄຸມທີ່ຝັງຢູ່ເພື່ອຮັບປະກັນ ການແຈກຢາຍ ແລະ ການຕິດຕາມກວດກາພະລັງງານຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.

ບຸລິມະສິດຢູ່ທີ່ນີ້ແມ່ນ ການອອກແບບທີ່ທົນທານ, ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍ, ແລະ ວົງຈອນຊີວິດທີ່ຍາວນານ, ຍ້ອນວ່າເວລາທີ່ຢຸດເຮັດວຽກສົ່ງຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຜົນຜະລິດ ແລະ ກຳໄລ.

ຄ. ຍານຍົນ ແລະ ການຂົນສົ່ງ

ອຸດສາຫະກຳລົດຍົນແມ່ນໜຶ່ງໃນຜູ້ບໍລິໂພກເຕັກໂນໂລຊີທີ່ຝັງຢູ່ຫຼາຍທີ່ສຸດ.

• 
  ໜ່ວຍຄວບຄຸມເຄື່ອງຈັກ (ECU) – ຕົວຄວບຄຸມທີ່ຝັງຢູ່ໃນຕົວເຫຼົ່ານີ້ຄວບຄຸມການສີດນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ, ໄລຍະເວລາການຈູດໄຟ, ແລະ ການປ່ອຍອາຍພິດ, ຮັບປະກັນການປະຕິບັດຕາມມາດຕະຖານໂລກ.

• ລະບົບຄວາມປອດໄພ – ລະບົບຄວບຄຸມຖົງລົມນິລະໄພ, ລະບົບເບຣກປ້ອງກັນລັອກ (ABS), ແລະ ລະບົບຄວບຄຸມຄວາມໄວອັດຕະໂນມັດແບບປັບຕົວໄດ້ ລ້ວນແຕ່ເພິ່ງພາອາໄສ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ໃນເວລາຈິງ.

• ຂໍ້ມູນຂ່າວສານ ແລະ ການນຳທາງ - ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ໃນຕົວຊ່ວຍໃຫ້ໜ້າຈໍສະແດງຜົນໃນລົດ, GPS ແລະລະບົບມັນຕິມີເດຍ, ເຊິ່ງມັກຈະເຮັດວຽກຕາມຄວາມຕ້ອງການສະເພາະ Linux ທີ່ຝັງຢູ່ ແພລດຟອມຕ່າງໆ.

• ການຂັບຂີ່ອັດຕະໂນມັດ - ພາຫະນະທີ່ທັນສະໄໝປະສົມປະສານຫຼາຍຮູບແບບ ລະບົບຝັງຢູ່ໃນເຄືອຂ່າຍ ສຳລັບ lidar, radar, ແລະ ການຕັດສິນໃຈທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍ AI.

ທີ່ນີ້, ຄວາມປອດໄພ, ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື, ແລະ ການຕອບສະໜອງທີ່ມີກຳນົດ ມີຄວາມສຳຄັນ, ເຮັດໃຫ້ RTOS ແລະສະຖາປັດຕະຍະກຳທີ່ຝັງຢູ່ຊ້ຳຊ້ອນ ຈຳເປັນ.

ງ. ອຸປະກອນການແພດ ແລະ ການດູແລສຸຂະພາບ

ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ຍັງຊ່ວຍໃຫ້ມີຄວາມແນ່ນອນໃນ ເຕັກໂນໂລຊີທາງການແພດ.

• 
  ເຄື່ອງກະຕຸ້ນຫົວໃຈ ແລະ ປໍ້າອິນຊູລິນ - ລະບົບທີ່ອີງໃສ່ໄມໂຄຣຄອນໂທຣເລີໃຫ້ໜ້າທີ່ຄ້ຳຊູຊີວິດດ້ວຍພະລັງງານຕໍ່າຫຼາຍ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືສູງສຸດ.

• ອຸປະກອນການຖ່າຍພາບ - ອຸປະກອນຕ່າງໆເຊັ່ນ: ເຄື່ອງ ultrasound ແລະລະບົບ MRI ນຳໃຊ້ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ໃນປະສິດທິພາບສູງ ສຳລັບການສະແດງຮູບພາບໃນເວລາຈິງ.

• ອຸປະກອນການແພດທີ່ສວມໃສ່ໄດ້ - ເຄື່ອງຕິດຕາມຫົວໃຈ ແລະ ເຄື່ອງມືວິນິດໄສທີ່ມີປະສິດທິພາບ ການເຊື່ອມຕໍ່ IoT ທີ່ຝັງຢູ່ ສຳລັບການຕິດຕາມຄົນເຈັບທາງໄກ.

ຄວາມຕ້ອງການຂະແໜງສາທາລະນະສຸກ ການຮັບຮອງຄວາມປອດໄພ, ການໃຊ້ພະລັງງານຕໍ່າ, ແລະ ປະສິດທິພາບໃນເວລາຈິງທີ່ແນ່ນອນ ເພື່ອປົກປ້ອງຊີວິດຂອງຄົນເຈັບ.

ອ. IoT ແລະ ລະບົບອັດສະລິຍະ

ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງ IoT ແລະ ການປະມວນຜົນແບບ edge ໄດ້ຂະຫຍາຍຂອບເຂດຂອງຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່:

• 
  ເກດເວ IoT - ຮູບແບບຂະໜາດນ້ອຍ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ ລວມຂໍ້ມູນຈາກເຊັນເຊີຫຼາຍອັນ ແລະ ສົ່ງມັນໄປຫາຄລາວຢ່າງປອດໄພ.

• ອາຄານອັດສະລິຍະ - ລະບົບໄຟສ່ອງສະຫວ່າງ, ລະບົບປັບອາກາດ ແລະ ລະບົບເຕືອນໄພໄຟໄໝ້ ແມ່ນໃຊ້ພະລັງງານຈາກ ຕົວຄວບຄຸມທີ່ຝັງຢູ່ໃນເຄືອຂ່າຍ.

• ໂດຣນ ແລະ ລະບົບເຝົ້າລະວັງ - ລະບົບຝັງຕົວຈັດການເຊັນເຊີ, ການສະຖຽນລະພາບ ແລະ ການຖ່າຍທອດຂໍ້ມູນໃນ ສະພາບແວດລ້ອມໃນເວລາຈິງ.

ໃນກໍລະນີເຫຼົ່ານີ້, ການເຊື່ອມຕໍ່ແມ່ນປັດໄຈກຳນົດ, ໂດຍ ອິນເຕີເຟດ Ethernet, Wi-Fi, 5G, ແລະ CAN bus ເຮັດໃຫ້ສາມາດແລກປ່ຽນຂໍ້ມູນໄດ້ໃນເວລາຈິງ.

IV. ອົງປະກອບຮາດແວ ແລະ ສະຖາປັດຕະຍະກຳ

ຢູ່ໃນແກ່ນແທ້ຂອງທຸກໆ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ ມີການປະສົມປະສານທີ່ຖືກອອກແບບຢ່າງລະມັດລະວັງຂອງອົງປະກອບຮາດແວ ແລະ ສະຖາປັດຕະຍະກຳລະບົບ. ບໍ່ເຫມືອນກັບຄອມພິວເຕີທົ່ວໄປ, ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນໄດ້ຮັບການປັບປຸງໃຫ້ດີທີ່ສຸດສຳລັບ ປະສິດທິພາບ, ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື ແລະ ປະສິດທິພາບສະເພາະໜ້າວຽກການເຂົ້າໃຈອົງປະກອບການກໍ່ສ້າງ—ໄມໂຄຣຄອນໂທຣເລີ, ໄມໂຄຣໂປຣເຊສເຊີ, ໜ່ວຍຄວາມຈຳ ແລະ ອິນເຕີເຟດອຸປະກອນພ່ວງ- ແມ່ນມີຄວາມຈຳເປັນຫຼາຍໃນເວລາປະເມີນວິທີແກ້ໄຂສຳລັບ ລະບົບອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກຳ, ອຸປະກອນ IoT, ຫຼື ລະບົບການແພດ.

ກ. ໄມໂຄຣຄອນໂທຣເລີ ທຽບກັບ ໄມໂຄຣໂປຣເຊສເຊີ ແລະ SoCs

• ໄມໂຄຣຄອນໂທຣເລີ (MCU): ຊິບທີ່ກະທັດຮັດ ແລະ ລາຄາຖືກປະສົມປະສານເຂົ້າກັນ CPU, RAM, ບ່ອນເກັບຂໍ້ມູນແຟລດ ແລະ ອຸປະກອນຕໍ່ພ່ວງ I/O. ພົບເຫັນທົ່ວໄປໃນ ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າ, ເຊັນເຊີ, ເຄື່ອງຄິດໄລ່ ແລະ ຕົວຄວບຄຸມລົດຍົນ, MCU ແມ່ນເໝາະສົມສຳລັບ ລະບົບຝັງຕົວທີ່ຢືນຢູ່ຄົນດຽວ.

• ໄມໂຄຣໂປຣເຊສເຊີ (MPU): ຖືກອອກແບບມາເພື່ອປະສິດທິພາບທີ່ສູງຂຶ້ນ, ໂປເຊດເຊີເຫຼົ່ານີ້ຕ້ອງການໜ່ວຍຄວາມຈຳພາຍນອກ ແລະ ການສະໜັບສະໜູນ ລະບົບປະຕິບັດການທີ່ສັບສົນ ເຊັ່ນວ່າ Linux ຫຼື Android ທີ່ຝັງຢູ່ພວກມັນພົບຢູ່ໃນ ຄອມພິວເຕີອຸດສາຫະກຳ, ປ້າຍດິຈິຕອນ ແລະ ລະບົບຂໍ້ມູນຂ່າວສານໃນລົດ.

• ລະບົບໃນຊິບ (SoC): ລວມເອົາສິ່ງທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງທັງສອງໂລກ, ການຝັງ CPU, GPU ແລະ ໂມດູນການເຊື່ອມຕໍ່ ໄວ້ໃນຊິບດຽວ. SoCs ຄອບງຳ ໂທລະສັບສະຫຼາດ, ເກດເວ IoT, ແລະ ແພລດຟອມຄອມພິວເຕີ້ຂອບ ຍ້ອນຂອງເຂົາເຈົ້າ ປະສິດທິພາບພະລັງງານ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງການເຊື່ອມໂຍງ.

ຂ. ການໂຕ້ຕອບອຸປະກອນຕໍ່ພ່ວງ ແລະ ການເຊື່ອມຕໍ່

ລະບົບຝັງຕົວແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມຫຼາກຫຼາຍ ອິນເຕີເຟດ I/O ເພື່ອເຊື່ອມຕໍ່ເຊັນເຊີ, ຕົວກະຕຸ້ນ ແລະ ເຄືອຂ່າຍ:

• GPIO, UART, I²C, ແລະ SPI ສຳລັບການຄວບຄຸມລະດັບຕ່ຳ.

• ລົດເມ CAN ໃນລະບົບຍານຍົນ.

• ອີເທີເນັດ, Wi-Fi ແລະ ບູທູດ ສຳລັບ ລະບົບຝັງຢູ່ໃນເຄືອຂ່າຍ.

• USB ແລະ PCIe ສຳລັບການຂະຫຍາຍອຸປະກອນຕໍ່ພ່ວງໃນ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ໃນອຸດສາຫະກຳ.

ອິນເຕີເຟດເຫຼົ່ານີ້ຮັບປະກັນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໃນ ລະບົບອັດຕະໂນມັດຂອງໂຮງງານ, ຫຸ່ນຍົນ, ແລະ ລະບົບນິເວດ IoT.

ຄ. ຕົວເລືອກໜ່ວຍຄວາມຈຳ ແລະ ບ່ອນເກັບຂໍ້ມູນ

ຕົວເລືອກໜ່ວຍຄວາມຈຳມີຜົນກະທົບຕໍ່ການຕອບສະໜອງ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງລະບົບ:

• ຣອມ/ແຟລດ - ສຳລັບເຟີມແວ ແລະ bootloader.

• SRAM/DRAM - ສຳລັບວຽກງານຄອມພິວເຕີໃນເວລາຈິງ.

• EEPROM ແລະ eMMC - ບ່ອນເກັບຂໍ້ມູນທີ່ທົນທານ ແລະ ບໍ່ລະເຫີຍງ່າຍ ສຳລັບຂໍ້ມູນທີ່ສຳຄັນ.

ໃນ ແອັບພລິເຄຊັນທີ່ສຳຄັນຕໍ່ພາລະກິດ ຄື ການຖ່າຍພາບທາງການແພດ ຫຼື ການບິນອະວະກາດ, ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືຂອງໜ່ວຍຄວາມຈຳແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນເທົ່າກັບປະສິດທິພາບດິບ.

ສະຫຼຸບແລ້ວ, ສະຖາປັດຕະຍະກຳຮາດແວທີ່ຝັງຢູ່ສົມດຸນ ປະສິດທິພາບ, ຂະໜາດ, ລາຄາ ແລະ ການເຊື່ອມຕໍ່ບໍ່ວ່າຈະໃຊ້ ໄມໂຄຣຄອນໂທຣລເລີ ສຳລັບໂຫນດເຊັນເຊີ ຫຼື ກ SoC ສຳລັບອຸປະກອນອັດສະລິຍະ, ອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ກຳນົດຄວາມສາມາດ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືໃນໄລຍະຍາວຂອງລະບົບ.

V. ຊອບແວ ແລະ ລະບົບປະຕິບັດການ

ໃນຂະນະທີ່ ຮາດແວ ກຳນົດຄວາມສາມາດທາງດ້ານຮ່າງກາຍຂອງ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່, ມັນແມ່ນ ຊອບແວ ແລະ ລະບົບປະຕິບັດການ ທີ່ກຳນົດວ່າລະບົບມີພຶດຕິກຳ, ພົວພັນ ແລະ ຕອບສະໜອງແນວໃດ. ຈາກ ເຟີມແວຣ໌ທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ໃນໄມໂຄຣຄອນໂທຣລເລີ ໄປຫາ ລະບົບປະຕິບັດການທີ່ຝັງຢູ່ຢ່າງຄົບຖ້ວນ ໃນຄອມພິວເຕີອຸດສາຫະກຳ, ຊັ້ນຊອບແວແມ່ນສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ລະບົບເຫຼົ່ານີ້ສະຫຼາດ ແລະ ເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງແທ້ຈິງ.

ກ. ເຟີມແວຣ ແລະ ຊອບແວຣ໌ທີ່ຝັງຢູ່

ສ່ວນຫຼາຍ ລະບົບທີ່ອີງໃສ່ໄມໂຄຣຄອນໂທຣເລີ ແລ່ນ ເຟີມແວ, ໂປຣແກຣມນ້ຳໜັກເບົາທີ່ເກັບໄວ້ໃນ ໜ່ວຍຄວາມຈຳ ROM ຫຼື ໜ່ວຍຄວາມຈຳ Flashຊອບແວນີ້ມັກຈະຖືກຂຽນເປັນ C ຫຼື ພາສາແອສເຊມບລີ, ໄດ້ຮັບການປັບແຕ່ງໃຫ້ເໝາະສົມກັບຄວາມໄວ ແລະ ຂະໜາດ. ຕົວຢ່າງປະກອບມີເຫດຜົນການຄວບຄຸມໃນ ເຄື່ອງຊັກຜ້າ, ທີ່ ລະບົບສີດນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟຂອງລົດຍົນ, ຫຼື ອັລກໍຣິທຶມຄວາມປອດໄພໃນເຄື່ອງກະຕຸ້ນຫົວໃຈເຟີມແວຣ໌ຖືກອອກແບບມາເພື່ອໃຫ້ ໝັ້ນຄົງ, ມີຄວາມຕັ້ງໃຈ, ແລະ ທົນທານຕໍ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວ, ເນື່ອງຈາກແອັບພລິເຄຊັນຫຼາຍຢ່າງຕ້ອງການການດຳເນີນງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເປັນເວລາຫຼາຍປີ.

ຂ. ລະບົບປະຕິບັດການທີ່ຝັງຢູ່

ສຳລັບວຽກງານທີ່ສັບສົນຫຼາຍຂຶ້ນ, ລະບົບປະຕິບັດການທີ່ຝັງຢູ່ (OS) ສະໜອງສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີໂຄງສ້າງ:

• 
  ລະບົບປະຕິບັດການແບບເວລາຈິງ (RTOS): ແພລດຟອມຕ່າງໆເຊັ່ນ VxWorks, QNX, ແລະ FreeRTOS ສົ່ງໃຫ້ ເວລາຕອບສະໜອງທີ່ແນ່ນອນ, ສຳຄັນໃນ ລະບົບຄວາມປອດໄພຂອງຍານຍົນ, ການນຳໃຊ້ການບິນອະວະກາດ, ແລະ ຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກຳ.

• Linux ທີ່ຝັງຢູ່: ນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນ ລະບົບຝັງຕົວທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ເຄືອຂ່າຍ, ເກດເວ IoT, ແລະ PC ອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກຳ, ສະເໜີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ, ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍ, ແລະ ການສະໜັບສະໜູນຊຸມຊົນທີ່ເຂັ້ມແຂງ. ການແຈກຢາຍເຊັ່ນ: Yocto, Buildroot, ແລະ OpenWrt ເປີດໃຊ້ງານການປັບແຕ່ງ.

• ຮຸ່ນ Android: ປັບແຕ່ງແລ້ວ ລະບົບປະຕິບັດການ Android ຖືກນຳໃຊ້ເພີ່ມຂຶ້ນເລື້ອຍໆໃນ ປ້າຍດິຈິຕອນ, ຕູ້ບໍລິການ ແລະ ລະບົບຂໍ້ມູນຂ່າວສານ, ຂໍຂອບໃຈກັບມັນ ອິນເຕີເຟດກຣາຟິກທີ່ອຸດົມສົມບູນ ແລະ ລະບົບນິເວດຂອງແອັບຯ.

• Windows ທີ່ຝັງຢູ່ / WinCE: ເຖິງແມ່ນວ່າໃນປະຈຸບັນນີ້ຈະມີໜ້ອຍລົງ, ແຕ່ກໍຍັງໃຊ້ຢູ່ໃນ ຕູ້ບໍລິການແບບເກົ່າ, ເຄື່ອງອ່ານບັດແບບມືຖື ແລະ ອຸປະກອນການແພດ.

ຄ. ການພິຈາລະນາກ່ຽວກັບຊອບແວ

ການເລືອກຂອງ ລະບົບປະຕິບັດການທີ່ຝັງຢູ່ ຂຶ້ນກັບ:

• ຄວາມຕ້ອງການແບບເວລາຈິງ (RTOS ແບບແຂງ ທຽບກັບ ແບບອ່ອນ).

• ຄວາມຕ້ອງການການເຊື່ອມຕໍ່ (ອີເທີເນັດ, Wi-Fi, ລົດເມ CAN).

• ຄວາມປອດໄພ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື (ສຳຄັນໃນການດູແລສຸຂະພາບ ແລະ ການຄວບຄຸມອຸດສາຫະກຳ).

ໂດຍເນື້ອແທ້ແລ້ວ, ຊັ້ນຊອບແວຈະປ່ຽນ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ ຈາກຊິລິໂຄນດິບເຂົ້າໄປໃນ ລະບົບທີ່ສ້າງຂຶ້ນເພື່ອຈຸດປະສົງສະເພາະ ແລະ ໜ້າເຊື່ອຖື- ສາມາດໃຫ້ພະລັງງານໄດ້ທຸກຢ່າງຕັ້ງແຕ່ ອຸປະກອນ IoT ໄປຫາ ການຄວບຄຸມການບິນອະວະກາດທີ່ສຳຄັນຕໍ່ພາລະກິດ.

VI. ລັກສະນະການອອກແບບ ແລະ ຂໍ້ຈຳກັດ

ການອອກແບບ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ ກ່ຽວຂ້ອງກັບການດຸ່ນດ່ຽງຫຼາຍອັນ ຂໍ້ຈຳກັດ ໃນຂະນະທີ່ຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການດ້ານປະສິດທິພາບຂອງແອັບພລິເຄຊັນຂອງມັນ. ບໍ່ເຫມືອນກັບຄອມພິວເຕີທົ່ວໄປ, ລະບົບຝັງຕົວມັກຈະຕ້ອງເຮັດວຽກພາຍໃຕ້ການບັງຄັບໃຊ້ຢ່າງເຂັ້ມງວດ ພະລັງງານ, ຂະໜາດ, ລາຄາ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການໃນເວລາຈິງ, ໃນຂະນະດຽວກັນກໍ່ຮັບປະກັນ ຄວາມທົນທານ, ຄວາມປອດໄພ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື.

ກ. ພະລັງງານ, ຂະໜາດ, ແລະ ລາຄາ

• ການໃຊ້ພະລັງງານຕໍ່າ: ອຸປະກອນຝັງຫຼາຍຢ່າງ, ເຊັ່ນ ເຊັນເຊີ IoT, ອຸປະກອນການແພດທີ່ຝັງຢູ່ໃນຮ່າງກາຍ, ແລະ ອຸປະກອນສວມໃສ່ໄດ້, ເຮັດວຽກດ້ວຍພະລັງງານແບັດເຕີຣີທີ່ຈຳກັດ. ຮາດແວ ແລະ ຊອບແວໄດ້ຮັບການປັບແຕ່ງໃຫ້ດີທີ່ສຸດສຳລັບ ປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານ ຜ່ານເຕັກນິກຕ່າງໆເຊັ່ນ ການຈັດການພະລັງງານແບບໄດນາມິກ ແລະ SoC ແຮງດັນຕ່ຳ.

• ຮູບຮ່າງກະທັດຮັດ: ແອັບພລິເຄຊັນຕ່າງໆເຊັ່ນ ECU ລົດຍົນ, ຕົວຄວບຄຸມປ້າຍດິຈິຕອນ, ແລະ ປະຕູຮົ້ວອຸດສາຫະກຳ ຕ້ອງການລະບົບທີ່ສາມາດເຂົ້າກັບບ່ອນປິດລ້ອມທີ່ມີຂໍ້ຈຳກັດໂດຍບໍ່ຕ້ອງເສຍສະລະປະສິດທິພາບ.

• ປະສິດທິພາບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ: ການຜະລິດຂະໜາດໃຫຍ່ຂອງ ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າສຳລັບຜູ້ບໍລິໂພກ ເຊັ່ນ: ຄວາມຕ້ອງການເຄື່ອງຊັກຜ້າ ຫຼື ເຄື່ອງຄິດໄລ່ ໄມໂຄຣຄອນໂທຣເລີທີ່ຝັງຢູ່ລາຄາຖືກ ທີ່ຍັງໃຫ້ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື.

ຂ. ຂໍ້ຈຳກັດໃນເວລາຈິງ

ຫຼາຍອຸດສາຫະກຳທີ່ອີງໃສ່ ລະບົບຝັງຕົວໃນເວລາຈິງ ບ່ອນທີ່ການປະມວນຜົນຕ້ອງເກີດຂຶ້ນພາຍໃນເວລາທີ່ເຄັ່ງຄັດ:

• ລະບົບເວລາຈິງທີ່ຍາກ - ຕົວຢ່າງລວມມີ ຕົວຄວບຄຸມຖົງລົມນິລະໄພ, ລະບົບເບຣກປ້ອງກັນລັອກ (ABS), ແລະ ເຄື່ອງກະຕຸ້ນຫົວໃຈ, ບ່ອນທີ່ການຊັກຊ້າແມ່ນແຕ່ໄມໂຄຣວິນາທີກໍສາມາດນຳໄປສູ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວໄດ້.

• ລະບົບທີ່ໃຊ້ງານໄດ້ຈິງແບບອ່ອນໆ - ພົບໃນ ເຄື່ອງຫຼິ້ນມັນຕິມີເດຍ, ລະບົບສາລະບັນເທີງ, ແລະ ເຄື່ອງມືຕິດຕາມກວດກາອຸດສາຫະກຳ, ບ່ອນທີ່ຄວາມລ່າຊ້າສາມາດຍອມຮັບໄດ້ແຕ່ຍັງຖືກຫຼຸດຜ່ອນໃຫ້ໜ້ອຍທີ່ສຸດ.

ຄ. ຄວາມທົນທານ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື

ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ໃນອຸດສາຫະກຳ ມັກຈະຖືກນຳໃຊ້ໃນ ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ ດ້ວຍອຸນຫະພູມທີ່ຮຸນແຮງ, ການສັ່ນສະເທືອນ, ແລະ ຝຸ່ນ. ເພື່ອຮັກສາຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື, ພວກມັນມີຄຸນສົມບັດ ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນແບບບໍ່ມີພັດລົມ, ການເກັບຮັກສາແບບແຂງ, ​​ການເຄືອບແບບ conformal, ແລະ ຄວາມທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມທີ່ກວ້າງອາຍຸຍືນກໍ່ມີຄວາມສຳຄັນເຊັ່ນກັນ; ຫຼາຍອຸດສາຫະກຳຄາດຫວັງວ່າ ວົງຈອນຊີວິດ 10+ ປີ ສຳລັບອຸປະກອນໂດຍບໍ່ມີການຂັດຂວາງ.

ງ. ການພິຈາລະນາດ້ານຄວາມປອດໄພ

ດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງ ລະບົບຝັງຢູ່ໃນເຄືອຂ່າຍ ໃນ IoT, ຍານຍົນ ແລະ ອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກຳ, ຄວາມປອດໄພທາງໄຊເບີ ໄດ້ກາຍເປັນບູລິມະສິດດ້ານການອອກແບບ. ຄຸນສົມບັດຕ່າງໆເຊັ່ນ: ການບູດເຄື່ອງຢ່າງປອດໄພ, ການເຂົ້າລະຫັດຮາດແວ ແລະ ການກວດຈັບການບຸກລຸກ ແມ່ນມີມາດຕະຖານເພີ່ມຂຶ້ນເລື້ອຍໆເພື່ອປົກປ້ອງພື້ນຖານໂຄງລ່າງທີ່ສຳຄັນ.

ສະຫຼຸບແລ້ວ, ຄອມພິວເຕີອຸດສາຫະກຳທີ່ບໍ່ມີພັດລົມ ການອອກແບບແມ່ນຄວາມສົມດຸນທີ່ລະອຽດອ່ອນຂອງ ປະສິດທິພາບ, ການຕອບສະໜອງໃນເວລາຈິງ, ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືທີ່ທົນທານ ແລະ ຄວາມປອດໄພຂໍ້ຈຳກັດເຫຼົ່ານີ້ກຳນົດວິທີທີ່ລະບົບຝັງຕົວໃຫ້ພະລັງງານແກ່ທຸກຢ່າງຈາກ ຫຸ່ນຍົນໂຮງງານ ໄປຫາ ອຸປະກອນການແພດ ດ້ວຍຄວາມຊັດເຈນ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື.

V. ຊອບແວ ແລະ ລະບົບປະຕິບັດການ

ເທ ຊັ້ນຊອບແວ ແມ່ນສິ່ງທີ່ປ່ຽນແປງ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ ຈາກຮາດແວທີ່ງ່າຍດາຍໄປສູ່ລະບົບທີ່ມີປະໂຫຍດ ແລະ ສະຫຼາດ. ບໍ່ວ່າຈະເປັນການໃຊ້ ເຟີມແວທີ່ອີງໃສ່ໄມໂຄຣຄອນໂທຣເລີ ຫຼື ເຕັມ ລະບົບປະຕິບັດການທີ່ຝັງຢູ່, ຊອບແວກຳນົດ ປະສິດທິພາບ, ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື ແລະ ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນການເລືອກແພລດຟອມທີ່ເໝາະສົມແມ່ນສິ່ງສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບແອັບພລິເຄຊັນຕ່າງໆ ລະບົບອັດຕະໂນມັດທາງອຸດສາຫະກຳ, ອຸປະກອນການແພດ, ຄວາມປອດໄພຂອງຍານຍົນ, ແລະ ລະບົບນິເວດ IoT.

ກ. ເຟີມແວຣ ແລະ ຊອບແວຣ໌ທີ່ຝັງຢູ່

ສຳລັບຫຼາຍໆຄົນ ລະບົບຝັງຕົວທີ່ຢືນຢູ່ຄົນດຽວ, ພື້ນຖານແມ່ນ ເຟີມແວ—ໂປຣແກຣມນ້ຳໜັກເບົາທີ່ເກັບໄວ້ໃນ ໜ່ວຍຄວາມຈຳ ROM ຫຼື ໜ່ວຍຄວາມຈຳ Flash. ຂຽນໃນ C, C++, ຫຼື ແອສເຊມບລີ, ເຟີມແວຮັບປະກັນ ການປະຕິບັດແບບກຳນົດເອງ ແລະ ສະຖຽນລະພາບໃນໄລຍະຍາວ. ຕົວຢ່າງທົ່ວໄປປະກອບມີເຫດຜົນການຄວບຄຸມ ວົງຈອນເຄື່ອງຊັກຜ້າ, ທີ່ ລະບົບສີດນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟໃນລົດຍົນ, ຫຼື ກົນໄກການກຳນົດເວລາໃນເຄື່ອງກະຕຸ້ນຫົວໃຈເນື່ອງຈາກລະບົບເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະເຮັດວຽກເປັນເວລາຫຼາຍປີໂດຍບໍ່ມີການອັບເດດ, ເຟີມແວຕ້ອງ ມີປະສິດທິພາບ, ປອດໄພ ແລະ ໜ້າເຊື່ອຖືສູງ.

ຂ. ລະບົບປະຕິບັດການທີ່ຝັງຢູ່

ເມື່ອແອັບພລິເຄຊັນຕ້ອງການຄວາມຊັບຊ້ອນຫຼາຍຂຶ້ນ, ລະບົບປະຕິບັດການທີ່ຝັງຢູ່ (OS) ເຂົ້າມາມີບົດບາດ:

• ລະບົບປະຕິບັດການແບບເວລາຈິງ (RTOS): ແພລດຟອມຕ່າງໆເຊັ່ນ FreeRTOS, VxWorks, ແລະ QNX ເປີດໃຊ້ ການຄວບຄຸມແບບເວລາຈິງທີ່ຍາກ ສຳລັບ ການບິນອະວະກາດ, ລະບົບເບຣກລົດຍົນ ແລະ ຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກຳ.

• Linux ທີ່ຝັງຢູ່: ວິທີແກ້ໄຂທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ ແລະ ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ສຳລັບ ລະບົບຝັງຕົວທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ຜ່ານເຄືອຂ່າຍ, ເກດເວ IoT, ແລະ PC ອຸດສາຫະກຳ, ດ້ວຍການສ້າງທີ່ໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມເຊັ່ນ Yocto, Buildroot, ແລະ OpenWrt.

• Android ສຳລັບລະບົບຝັງຕົວ: ໃຊ້ໃນ ປ້າຍດິຈິຕອນ, ຕູ້ບໍລິການ ແລະ ລະບົບຂໍ້ມູນຂ່າວສານ, ສະເໜີ ອິນເຕີເຟດຜູ້ໃຊ້ທີ່ອຸດົມສົມບູນ ແລະ ລະບົບນິເວດຂອງແອັບ.

• Windows ທີ່ຝັງຢູ່ / WinCE: ຍັງມີຢູ່ໃນ ເຄື່ອງອ່ານບັດແບບມືຖື ແລະ ອຸປະກອນການແພດແບບດັ້ງເດີມ, ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກສໍາລັບມັນ ການສະໜັບສະໜູນໄລຍະຍາວ.

ຄ. ການພິຈາລະນາຫຼັກໆ

ການເລືອກຂອງ ລະບົບປະຕິບັດການທີ່ຝັງຢູ່ ຂຶ້ນກັບ:

• ການຕອບສະໜອງໃນເວລາຈິງ ທຽບກັບຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທົ່ວໄປ.

• ຂໍ້ກຳນົດການເຊື່ອມຕໍ່ ເຊັ່ນວ່າ ອີເທີເນັດ, Wi-Fi ຫຼື ລົດເມ CAN.

• ໃບຢັ້ງຢືນຄວາມປອດໄພ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງ ສຳລັບ ແອັບພລິເຄຊັນທີ່ສຳຄັນຕໍ່ພາລະກິດ.

ສະຫຼຸບແລ້ວ, ຊອບແວກຳນົດຄວາມສະຫຼາດຂອງ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່, ບໍ່ວ່າຈະຜ່ານ ຄວາມງ່າຍດາຍຂອງເຟີມແວ ຫຼື ຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງ ແພລດຟອມ RTOS ແລະ Embedded Linux.

VII. ແນວໂນ້ມ ແລະ ທິດທາງໃນອະນາຄົດ

ຂົງເຂດຂອງ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ ກຳລັງພັດທະນາຢ່າງໄວວາ, ໂດຍໄດ້ຮັບແຮງຂັບເຄື່ອນຈາກຄວາມກ້າວໜ້າໃນ IoT, ການປະມວນຜົນແບບ edge computing, ແລະ ປັນຍາປະດິດ (AI)ຍ້ອນວ່າອຸດສາຫະກຳມີຄວາມຕ້ອງການຫຼາຍຂຶ້ນ ອັດຕະໂນມັດ, ການເຊື່ອມຕໍ່ ແລະ ປະສິດທິພາບ, ອະນາຄົດຂອງລະບົບຝັງຕົວຈະສຸມໃສ່ວິທີແກ້ໄຂທີ່ສະຫຼາດກວ່າ, ໄວຂຶ້ນ ແລະ ປອດໄພກວ່າ.

ກ. ປັນຍາປະດິດຢູ່ແຄມ

ໜຶ່ງໃນທ່າອ່ຽງທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດແມ່ນການເຊື່ອມໂຍງຂອງ AI ແລະ ການຮຽນຮູ້ຂອງເຄື່ອງຈັກ ໂດຍກົງເຂົ້າໄປໃນ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ ແລະ ແພລດຟອມລະບົບໃນຊິບ (SoC)ແທນທີ່ຈະສົ່ງຂໍ້ມູນໄປຫາຄລາວ, AI ຂອບ ອະນຸຍາດໃຫ້ມີການຕັດສິນໃຈແບບທັນທີຢູ່ໃນສະຖານທີ່. ຕົວຢ່າງ:

• ຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກຳ ພ້ອມດ້ວຍລະບົບວິໄສທັດທີ່ໃຊ້ AI ສາມາດກວດພົບຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງຜະລິດຕະພັນໄດ້ທັນທີ.

• ຍານພາຫະນະອັດຕະໂນມັດ ໃຊ້ GPU ແລະ NPU ທີ່ຝັງຢູ່ສຳລັບ ການຮັບຮູ້ຮູບພາບໃນເວລາຈິງ.

• ກ້ອງຖ່າຍຮູບອັດສະລິຍະ ແລະ ເກດເວ IoT ດໍາເນີນການວິເຄາະໃນທ້ອງຖິ່ນ, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຊັກຊ້າ ແລະ ປັບປຸງຄວາມເປັນສ່ວນຕົວ.

ການປ່ຽນແປງນີ້ກຳລັງຫັນປ່ຽນອຸປະກອນທີ່ຝັງຢູ່ໃນ ແພລດຟອມການປະມວນຜົນຂອບອັດສະລິຍະ.

ຂ. ປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານ ແລະ ຄວາມຍືນຍົງ

ດ້ວຍອຸປະກອນຫຼາຍພັນລ້ານອັນທີ່ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ທົ່ວໂລກ, ການອອກແບບພະລັງງານຕ່ຳ ບໍ່ແມ່ນທາງເລືອກອີກຕໍ່ໄປ. ຜູ້ຜະລິດກຳລັງຮັບຮອງເອົາ:

• ການຄຸ້ມຄອງພະລັງງານແບບໄດນາມິກ ເພື່ອຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງແບັດເຕີຣີ.

• ສະຖາປັດຕະຍະກຳການລະບາຍຄວາມຮ້ອນແບບບໍ່ມີພັດລົມ ສຳລັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຫຍາບຄາຍ.

• ລະບົບຝັງຕົວສີຂຽວ ທີ່ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານໃນ ສູນຂໍ້ມູນ, ໂຮງງານ ແລະ ເຮືອນອັດສະລິຍະ.

ປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານຈະຍັງຄົງເປັນຂໍ້ຈຳກັດຫຼັກໃນການອອກແບບ ອຸປະກອນສວມໃສ່ໄດ້, ອຸປະກອນການແພດ, ແລະ ເຊັນເຊີ IoT.

ຄ. ການລວມຕົວ ແລະ ການເຊື່ອມຕໍ່ IoT

ການລວມຕົວຂອງ IoT ແລະ ການປະມວນຜົນແບບຝັງຕົວ ກຳລັງສ້າງເພີ່ມເຕີມ ລະບົບຝັງຢູ່ໃນເຄືອຂ່າຍ ຫຼາຍກວ່າທີ່ເຄີຍມີມາ. ປັດໄຈສຳຄັນທີ່ຊ່ວຍກະຕຸ້ນໃຫ້ເກີດປະໂຫຍດປະກອບມີ:

• ການເຊື່ອມຕໍ່ 5G ສຳລັບແອັບພລິເຄຊັນທີ່ມີຄວາມໜ່ວງເວລາຕ່ຳຫຼາຍ.

• ອີເທີເນັດ, Wi-Fi 6, ແລະ ລົດເມ CAN ການເຊື່ອມໂຍງໃນ ອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກໍາ.

• ແພລດຟອມທີ່ຝັງຢູ່ໃນຄລາວ ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບ Azure, AWS, ຫຼື clouds edge ສ່ວນຕົວໄດ້ຢ່າງບໍ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງ.

ສະຫຼຸບແລ້ວ, ອະນາຄົດຂອງ ຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ຈາກນຳໜ້າ ຜູ້ຜະລິດຄອມພິວເຕີທີ່ຝັງຢູ່ ຢູ່ໃນການປະສົມປະສານຂອງ AI ທີ່ຂອບ, ການອອກແບບທີ່ປະຫຍັດພະລັງງານ, ແລະການເຊື່ອມຕໍ່ IoTນະວັດຕະກໍາເຫຼົ່ານີ້ຈະຂະຫຍາຍບົດບາດຂອງເຂົາເຈົ້າໃນ ໂຮງງານອັດສະລິຍະ, ການຂົນສົ່ງແບບອັດຕະໂນມັດ, ເຕັກໂນໂລຊີທາງການແພດ, ແລະ ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າລຸ້ນຕໍ່ໄປສຳລັບຜູ້ບໍລິໂພກ.

ແນະນຳໃຫ້ອ່ານ: