Өдөр тутмын амьдрал болон аж үйлдвэрийг өөрчилж буй суулгагдсан компьютеруудын бодит 20 жишээ

I. Оршил

Ан суулгагдсан компьютер нь том төхөөрөмж эсвэл програм дотор тусгай ажлуудыг гүйцэтгэх зориулалттай тусгай тооцооллын систем юм. ерөнхий зориулалттай компьютер Жишээлбэл, зөөврийн компьютер эсвэл ширээний компьютер гэх мэт суулгагдсан системийг дараах байдлаар оновчтой болгосон: тодорхой функцихэвчлэн хатуу хязгаарлалтын дор үйл ажиллагаа явуулдаг эрчим хүчний хэрэглээ, хэмжээ, зардал, ба бодит цагийн гүйцэтгэлЭдгээр системүүд нь ихэвчлэн баригдсан байдаг микроконтроллерууд, микропроцессорууд, эсвэл чип дээрх систем (SoC) техник хангамж болон програм хангамжийг нэг авсаархан шийдэлд нэгтгэсэн архитектурууд.

нь суулгагдсан компьютеруудын түүх 1960-аад оноос эхлэлтэй бөгөөд НАСА-гийн сансрын нислэгт ашигласан Аполло удирдамжийн компьютер гэх мэт эртний жишээнүүд бий. Түүнээс хойш энэ салбар эрс хөгжиж, ... боломжийг олгосон. суулгагдсан компьютерууд, дан самбартай компьютерууд (SBC) шиг Бөөрөлзгөнөтэй Пи мөн БийлБоард, мөн тоо томшгүй олон IoT төхөөрөмжүүд өнөөгийн холбогдсон ертөнцийн хүч. -аас автомашины хөдөлгүүрийн удирдлагын хэсгүүд (ECU) руу эмнэлгийн зүрхний аппарат, мөн -аас аж үйлдвэрийн автоматжуулалтын роботууд руу дижитал тэмдэглэгээний системүүд, суулгагдсан компьютерууд нь орчин үеийн технологийн чимээгүй тулгуур багана болсон.

Ач холбогдол нь суулгагдсан системүүд тэдний хаа сайгүй тархсан байдал болон дасан зохицох чадварт оршдог. Тэдгээр нь дараах зүйлсээс олддог. хэрэглээний электроник ухаалаг гар утас, угаалгын машин, ухаалаг цаг гэх мэт чухал програмууд шиг бие даасан тээврийн хэрэгсэл, үйлдвэрийн автоматжуулалтын шугамууд, ба эрүүл мэндийн тоног төхөөрөмжТэдний дизайн нь ихэвчлэн дараахь зүйлийг хамардаг суулгагдсан үйлдлийн системүүд (RTOS, Embedded Linux, эсвэл Android хувилбарууд), найдвартай, урьдчилан таамаглах боломжтой гүйцэтгэлийг хангах.

Энэхүү нийтлэлд цогц судалгааг оруулсан болно суулгагдсан компьютеруудын жишээ, хамрах хүрээтэй хэрэглээний төхөөрөмж, үйлдвэрлэлийн систем, эмнэлгийн тоног төхөөрөмж, автомашины технологи, IoT шийдлүүдБид мөн тэдгээрийг судлах болно техник хангамжийн архитектур, програм хангамжийн платформууд, дизайны шинж чанарууд болон ирээдүйн чиг хандлагаТөгсгөлд нь уншигчид эдгээр системүүд хэрхэн ажилладаг, хаана хэрэглэгдэж байгаа, мөн яагаад аж үйлдвэр, өдөр тутмын амьдралыг бүрдүүлэхэд чухал болохыг тодорхой ойлгох болно.

II. Суулгагдсан компьютерын ангилалууд

Суулгагдсан компьютерууд маш олон талын ач холбогдолтой боловч тэдгээрийн дизайн болон байршуулалтыг тодорхой ангилалд хувааж болно. Эдгээр ангиллыг ойлгох нь инженерүүд, мэдээллийн технологийн мэргэжилтнүүд болон бизнесийн үнэлгээнд чухал ач холбогдолтой. суулгагдсан компьютерийн шийдлүүдЭдгээр системүүдийг ерөнхийдөө дараах байдлаар зохион байгуулдаг. хэлбэр хүчин зүйл ба архитектур нэг талаас, мөн функциональ байдал болон сүлжээний чадавхи нөгөө талд нь.

А. Хэлбэрийн хүчин зүйл / Архитектураар

1. Систем дээрх чип (SoC) суулгагдсан компьютерууд

А Чип дээрх систем (SoC) нэгтгэдэг CPU, санах ой, I/O хянагчууд, заримдаа бүр GPU-ууд нэг цахиурын багц болгон. Энэ архитектур нь маш гайхалтай авсаархан, эрчим хүчний хэмнэлттэй, зардал багатайSoC загварууд нь дараахаас олддог. ухаалаг гар утас, IoT төхөөрөмжүүд, ухаалаг цаг, дижитал тэмдэглэгээний системүүд, гүйцэтгэл нь тэй тэнцвэртэй байх ёстой бага эрчим хүчний хэрэглээТэдний бие даасан дизайн нь тэдгээрийг хамгийн тохиромжтой болгодог. зөөврийн болон хэрэглээний электроник орон зай хязгаарлагдмал байгаа газар.

2. Сокет эсвэл модульчлагдсан суулгагдсан компьютерууд

Сокет дээр суурилсан суулгагдсан компьютерууд зориулан зохион бүтээгдсэн уян хатан байдал болон тохируулгаSoC-ээс ялгаатай нь CPU болон санах ойн модулиуд бүтээгдэхүүний ашиглалтын хугацааг уртасгах зорилгоор ихэвчлэн шинэчлэгдэж болно аж үйлдвэрийн автоматжуулалт, робот техник, киоск, эмнэлгийн дүрс оношилгооны тоног төхөөрөмжТэд онцлог шинж чанартай өргөтгөлийн үүр болон олон I/O сонголтуудгэх мэт дэвшилтэт захын төхөөрөмжүүдийг дэмждэг GPU хурдасгуур, өндөр хурдны Ethernet болон CAN автобусны интерфэйсүүдЭдгээр системийг сонгох үед гүйцэтгэлийн өргөтгөх чадвар болон урт хугацааны найдвартай байдал маш чухал юм.

3. Дан самбартай компьютерууд (SBC)

Дан самбартай компьютерууд (SBC) гэх мэт Raspberry Pi, BeagleBoard болон Arduino бүх чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг авсаархан хэлхээний самбар дээр нэгтгэдэг. Эдгээр нь хоорондын тэнцвэрийг санал болгодог боломжийн үнэ болон функциональ байдал, тэднийг алдартай болгож байна боловсрол, туршилтын загвар гаргах, IoT гарцууд болон хөнгөн үйлдвэрийн хяналт. SBCs Нэг самбартай компьютерууд олон талын шинж чанартай: анги танхимд тэд суулгагдсан хөгжлийг заадаг; үйлдвэрлэлд тэд ... хямд өртөгтэй автоматжуулалтын хяналт эсвэл захын тооцооллын функцуудТэдний түгээмэл байдал нь хөгжүүлэгчдийн томоохон нийгэмлэг болон үйлдлийн системийн өргөн дэмжлэгээс үүдэлтэй, үүнд Суулгагдсан Linux болон Android.

B. Функциональ байдал / Сүлжээний чадавхаар

1. Бие даасан суулгагдсан системүүд

А бие даасан суулгагдсан систем нэгийг гүйцэтгэхээр бүтээгдсэн зориулагдсан функц гадаад холболтгүй. Жишээ нь богино долгионы хянагч, тооны машин эсвэл угаалгын машины логик самбарТэдний техник хангамж болон програм хангамжийг найдвартай байдал, энгийн байдал, өртгийн хувьд нягт оновчтой болгосон. Эдгээр системүүд нь ...-г онцолж байна. детерминистик гүйцэтгэл хаалттай орчинд.

2. Бодит цагийн суулгагдсан системүүд (RTOS дээр суурилсан)

Зарим салбарууд саатлыг тэвчиж чаддаггүй. Бодит цагийн суулгагдсан системүүд (RTOS) баталгаажуулах тодорхойлогч, урьдчилан таамаглах боломжтой гүйцэтгэл микросекундын дотор оролтын дохионд хариу үйлдэл үзүүлэх замаар. Эдгээр системүүд хүчийг автомашины аюулгүй байдлын хяналт шиг түгжигдэхээс хамгаалах тоормосны систем (ABS), аюулгүйн дэр, ба хөдөлгүүрийн удирдлагын нэгжүүд (ECU), мөн түүнчлэн эмнэлгийн хэрэгсэл гэх мэт зүрхний аппарат эсвэл дефибрилляторуудRTOS платформууд гэх мэт VxWorks, QNX, эсвэл PREEMPT_RT засваруудтай Embedded Linux өргөн хэрэглэгддэг сансар судлал, батлан ​​​​хамгаалах болон үйлдвэрлэлийн робот техник.

3. Сүлжээнд холбогдсон суулгагдсан системүүд

эрин үед IoT болон захын тооцоолол, сүлжээнд холбогдсон суулгагдсан системүүд улам бүр түгээмэл болж байна. Эдгээр системүүд нь суурилуулсан онцлогтой Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, эсвэл үүрэн холбооны холболт, тэднийг үүлэн платформ, сервер болон бусад төхөөрөмжтэй харилцах боломжийг олгодог. Жишээ нь: ухаалаг автомат машин, үйлдвэрлэлийн мэдрэгч, IoT гарц болон холбогдсон аюулгүй байдлын системүүдИнтеграцчилснаар алсын хяналт болон өгөгдлийн шинжилгээ, тэд үйлдвэрүүдэд урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээг эрх мэдэлжүүлдэг, тээврийн хэрэгслийн флотын менежмент, ба ухаалаг сүлжээнд эрчим хүчний оновчлол.

Хураангуй

нь ангилалууд суулгагдсан компьютерууд салбарын олон янз байдлыг харуулна. Архитектурын талаас бид харж байна Авсаархан үр ашгийн SoC дээр суурилсан загварууд, Өргөтгөх боломжтой сокет модульчлагдсан компьютерууд, ба Уян хатан байдал болон боломжийн үнэтэй SBC-үүдҮйл ажиллагааны тал дээр, байдаг бие даасан системүүд төвлөрсөн найдвартай байдлын төлөө, бодит цагийн системүүд аюулгүй байдлын чухал хэрэглээнд болон сүлжээнд холбогдсон суулгагдсан системүүд цахилгаан хангамж IoT хувьсгал.

Ангиллаар аж үйлдвэрийн суулгагдсан компьютерууд Ингэснээр шийдвэр гаргагчид технологийг өөрсдийн шаардлагад илүү сайн уялдуулж чадна - энэ нь хямд үнэтэй IoT мэдрэгч, нь өндөр хүчин чадалтай аж үйлдвэрийн компьютер, эсвэл чухал ач холбогдолтой системүүдийн бодит цагийн хянагч.

III. Домэйнүүдийн бодит жишээнүүд

Жинхэнэ үнэ цэнэ суулгагдсан компьютер үүнийг салбар бүрт хэрхэн хэрэгжүүлж байгааг судлахад тодорхой болно. хэрэглээний электроник руу аж үйлдвэрийн автоматжуулалт, эрүүл мэндийн үйлчилгээ, автомашин болон IoT системүүд, суулгагдсан компьютерууд нь дараах боломжийг олгодог найдвартай, даалгаварт тохирсон гүйцэтгэл орчин үеийн нийгэм үүнээс хамаардаг. Тэдний цар хүрээг харуулсан практик жишээнүүдийг доор харуулав.

А. Хэрэглэгчийн төхөөрөмжүүд

Дотор нь хэрэглээний электроникийн салбар, суулгагдсан компьютерууд бараг харагдахгүй боловч хэрэглэгчийн туршлагыг тодорхойлдог.

• 
  Ухаалаг утас болон таблетууд – Дэвшилтэт технологиор ажилладаг чип дээрх систем (SoC) процессорууд, тэд бүх зүйлийг зохицуулдаг камерын дүрс боловсруулалт руу сүлжээний холболт.
  
  

• Гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл - Угаалгын машин, хөргөгч, богино долгионы зуухнууд дараахь зүйлсээс хамаарна. микроконтроллерууд мотор, таймер болон аюулгүйн механизмыг удирдах.

• Дижитал камер болон тоглоомын консолууд - Эдгээр нь ажилд авдаг дан самбартай компьютерууд (SBC) боловсруулах хүч, авсаархан дизайн болон бодит цагийн хариу үйлдэл.

• Зүүдэг төхөөрөмжүүд - Ухаалаг цаг болон фитнесс трекерүүд нэгтгэгдсэн бага чадлын суулгагдсан системүүд биометрийн өгөгдлийг хянаж, аппликейшн ажиллуулж, Bluetooth эсвэл Wi-Fi-аар саадгүй холбогддог.

Энд онцлох зүйл нь эрчим хүчний хэмнэлт, авсаархан хэлбэр хүчин зүйл, боломжийн үнэ хариу үйлдэл үзүүлэх гүйцэтгэлийг хангахын зэрэгцээ.

B. Аж үйлдвэрийн болон арилжааны системүүд

Дотор нь аж үйлдвэрийн ертөнц, суулгагдсан компьютерууд нь маш чухал юм автоматжуулалт ба найдвартай байдал.

• 
  Үйлдвэрийн автоматжуулалт – Аж үйлдвэрийн компьютерууд Хяналтын шүүгээнд суулгагдсан нь конвейерийн систем, робот гар, үйлдвэрлэлийн шугамыг тодорхой цаг хугацаагаар удирддаг.

• Аж үйлдвэрийн роботууд - Тоног төхөөрөмжөөр тоноглогдсон бодит цагийн суулгагдсан үйлдлийн системүүд (RTOS), эдгээр компьютерууд хөдөлгөөний нарийвчлал, аюулгүйн түгжээ болон машины харааны системийг хянадаг.

• Киоск болон АТМ – Суулгагдсан компьютерууд нь аюулгүй, тасралтгүй ажиллагааг хангадаг өөрөө төлбөр тооцооны систем, автомат машин болон банкны терминалууд, ихэвчлэн 24/7 ажиллах бат бөх техник хангамжтай байдаг.

• Эрчим хүч ба хэрэглээ – Ухаалаг тоолуур, сүлжээний хянагч болон Цахилгаан автомашин цэнэглэх станцууд баталгаажуулахын тулд суулгагдсан хянагчуудыг ашиглана уу үр ашигтай эрчим хүчний хуваарилалт болон хяналт.

Энд тэргүүлэх чиглэл бол бат бөх дизайн, өргөтгөх чадвар, урт хугацааны ашиглалтын мөчлөгучир нь зогсолт нь бүтээмж болон ашигт ажиллагаанд шууд нөлөөлдөг.

C. Автомашин ба Тээвэр

Автомашины салбар нь суулгагдсан технологийн хамгийн том хэрэглэгчдийн нэг юм.

• 
  Хөдөлгүүрийн удирдлагын нэгжүүд (ECU) – Эдгээр суурилуулсан хянагч нь түлш шахах, асаах хугацаа болон ялгарлыг зохицуулж, дэлхийн стандартыг дагаж мөрдөхийг баталгаажуулдаг.

• Аюулгүй байдлын системүүд – Аюулгүйн дэрний хянагч, түгжигдэхээс хамгаалах тоормосны систем (ABS) болон дасан зохицох хурдны хяналт бүгд найддаг бодит цагийн суулгагдсан компьютерууд.

• Мэдээллийн болон зугаа цэнгэлийн үйлчилгээ – Суулгагдсан компьютерууд нь тээврийн хэрэгслийн дэлгэц, GPS болон мультимедиа системийг тэжээдэг бөгөөд ихэвчлэн өөрчлөн тохируулсан байдаг. Суулгагдсан Линукс платформууд.

• Автомат жолоодлого - Орчин үеийн тээврийн хэрэгсэл олон төрлийн нэгдмэл байдлыг хангадаг. сүлжээнд холбогдсон суулгагдсан системүүд лидар, радар болон хиймэл оюун ухаанаар удирдуулсан шийдвэр гаргалтын хувьд.

Энд, аюулгүй байдал, найдвартай байдал, тодорхой хариу үйлдэл маш чухал бөгөөд хийж байна RTOS болон давхардсан суулгагдсан архитектурууд зайлшгүй шаардлагатай.

D. Эмнэлгийн болон эрүүл мэндийн хэрэгслүүд

Суулгагдсан компьютерууд нь нарийвчлалыг нэмэгдүүлдэг анагаах ухааны технологи.

• 
  Зүрхний аппарат болон инсулины шахуурга – Микроконтроллер дээр суурилсан системүүд нь хэт бага хүчин чадал, хамгийн өндөр найдвартай байдлаар амьдралыг тэтгэх функцийг гүйцэтгэдэг.

• Дүрслэлийн тоног төхөөрөмж - Хэт авианы аппарат, MRI систем зэрэг төхөөрөмжүүдийг ашигладаг өндөр хүчин чадалтай суулгагдсан компьютерууд бодит цагийн дүрсийг үзүүлэх зориулалттай.

• Зүүж болдог эмнэлгийн хэрэгсэл – Зүрхний монитор болон оношилгооны багаж хэрэгслийг ашиглах боломжтой суулгагдсан IoT холболт өвчтөнийг алсаас хянах зориулалттай.

Эрүүл мэндийн салбарын шаардлага аюулгүй байдлын гэрчилгээ, бага эрчим хүчний хэрэглээ, бодит цагийн гүйцэтгэл өвчтөний амь насыг хамгаалахын тулд.

E. IoT болон ухаалаг системүүд

Өсөн нэмэгдэж буй байдал IoT болон захын тооцоолол суулгагдсан компьютеруудын цар хүрээг өргөжүүлсэн:

• 
  IoT гарцууд – Жижиг хэлбэр хүчин зүйл суулгагдсан компьютерууд олон мэдрэгчээс өгөгдлийг нэгтгэж, үүлэн рүү аюулгүй дамжуулдаг.

• Ухаалаг барилгууд – Гэрэлтүүлэг, HVAC болон галын дохиоллын системийг дараах байдлаар ажиллуулдаг сүлжээнд холбогдсон суулгагдсан хянагчууд.

• Дрон болон хяналтын системүүд – Суулгагдсан системүүд нь мэдрэгч, тогтворжуулалт болон өгөгдлийн урсгалыг удирддаг бодит цагийн орчин.

Эдгээр тохиолдолд холболт нь тодорхойлох хүчин зүйл болдог Ethernet, Wi-Fi, 5G болон CAN bus интерфэйсүүд бодит цагийн өгөгдөл солилцох боломжийг олгодог.

IV. Тоног төхөөрөмжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба архитектурууд

Бүх зүйлийн гол цөмд суулгагдсан компьютер техник хангамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон системийн архитектурын нарийн боловсруулсан хослол оршдог. Ерөнхий зориулалттай компьютеруудаас ялгаатай нь эдгээр системүүдийг дараах зорилгоор оновчтой болгосон. үр ашиг, найдвартай байдал, даалгаварт тохирсон гүйцэтгэлБарилгын хэсгүүдийг ойлгох нь—микроконтроллер, микропроцессор, санах ой болон захын интерфэйсүүд- шийдлүүдийг үнэлэх үед чухал ач холбогдолтой аж үйлдвэрийн автоматжуулалт, IoT төхөөрөмжүүд эсвэл эмнэлгийн системүүд.

А. Микроконтроллер ба микропроцессор ба SoC-үүд

• Микроконтроллерууд (MCU): Авсаархан, хямд өртөгтэй чипүүдийг нэгтгэх CPU, RAM, флэш санах ой болон I/O захын төхөөрөмжүүдНийтлэг цахилгаан хэрэгсэл, мэдрэгч, тооны машин болон автомашины хянагч, MCU нь хамгийн тохиромжтой бие даасан суулгагдсан системүүд.

• Микропроцессорууд (MPU): Илүү өндөр гүйцэтгэлтэй байхаар бүтээгдсэн эдгээр процессорууд нь гадаад санах ой болон дэмжлэг шаарддаг нарийн төвөгтэй үйлдлийн системүүд гэх мэт Суулгагдсан Linux эсвэл AndroidТэдгээр нь олддог аж үйлдвэрийн компьютер, дижитал тэмдэглэгээ, тээврийн хэрэгслийн мэдээллийн үйлчилгээ.

• Чип дээрх систем (SoC): Хоёр ертөнцийн хамгийн шилдэгийг хослуулсан, оруулсан CPU, GPU болон холболтын модулиуд нэг чип дээр. SoC давамгайлдаг ухаалаг гар утас, IoT гарцууд болон захын тооцооллын платформууд тэдний улмаас эрчим хүчний үр ашиг ба интеграцийн нягтрал.

B. Захын интерфэйсүүд ба холболтууд

Суулгагдсан системүүд нь олон янз байдлаас хамаарна Оролт/Гаралтын интерфэйсүүд мэдрэгч, идэвхжүүлэгч болон сүлжээг холбохын тулд:

• GPIO, UART, I²C болон SPI доод түвшний хяналтын хувьд.

• КАН автобус автомашины системд.

• Ethernet, Wi-Fi болон Bluetooth хувьд сүлжээнд холбогдсон суулгагдсан системүүд.

• USB болон PCIe захын тэлэлтийн хувьд аж үйлдвэрийн суулгагдсан компьютерууд.

Эдгээр интерфэйсүүд нь уян хатан байдлыг хангадаг үйлдвэрийн автоматжуулалт, робот техник болон IoT экосистемүүд.

C. Санах ой ба хадгалах сангийн сонголтууд

Санах ойн сонголтууд нь системийн хариу үйлдэл болон тогтвортой байдалд нөлөөлдөг:

• ROM/Флэш – програм хангамж болон ачаалагчдад зориулсан.

• SRAM/DRAM - бодит цагийн тооцооллын ажлуудад зориулагдсан.

• EEPROM болон eMMC – чухал өгөгдлийг хадгалах бат бөх, тогтворгүй хадгалах төхөөрөмж.

Дотор чухал ач холбогдолтой програмууд шиг эмнэлгийн дүрслэл эсвэл сансар судлал, санах ойн найдвартай байдал нь түүхий гүйцэтгэлтэй адил чухал юм.

Товчхондоо, суулгагдсан техник хангамжийн архитектурын тэнцвэр гүйцэтгэл, хэмжээ, өртөг болон холболтАшиглаж байгаа эсэх мэдрэгч зангилааны микроконтроллер эсвэл Ухаалаг төхөөрөмжийн SoC, эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь системийн чадавхи болон урт хугацааны найдвартай байдлыг тодорхойлдог.

V. Програм хангамж ба үйлдлийн системүүд

Хэдийгээр техник хангамж физик чадварыг тодорхойлдог суулгагдсан компьютер, энэ бол програм хангамж болон үйлдлийн систем систем хэрхэн ажиллах, харилцан үйлчлэх, хариу үйлдэл үзүүлэхийг тодорхойлдог. микроконтроллер дээр ажиллаж байгаа програм хангамж руу бүрэн хэмжээний суулгагдсан үйлдлийн системүүд Аж үйлдвэрийн компьютер дээр програм хангамжийн давхарга нь эдгээр системийг үнэхээр ухаалаг, ажиллагаатай болгодог зүйл юм.

A. Програм хангамж болон суулгагдсан програм хангамж

Ихэнх микроконтроллер дээр суурилсан системүүд гүйх програм хангамж, хадгалагдсан хөнгөн програм ROM эсвэл флэш санах ойЭнэ програм хангамжийг ихэвчлэн дараах байдлаар бичдэг. C буюу ассемблер хэл, хурд болон хэмжээнд тохируулан оновчтой болгосон. Жишээ нь a дахь хяналтын логикийг багтаана угаалгын машин, нь автомашины түлш шахах систем, эсвэл Зүрхний аппаратын аюулгүй байдлын алгоритмПрограм хангамжийг дараах байдлаар зохион бүтээсэн. тогтвортой, тодорхойлогч, бүтэлгүйтэлд тэсвэртэй, учир нь олон програмууд олон жилийн тасралтгүй ажиллагаа шаарддаг.

B. Суулгагдсан үйлдлийн системүүд

Илүү нарийн төвөгтэй ажлуудын хувьд, суулгагдсан үйлдлийн системүүд (OS) бүтэцлэгдсэн орчинг бүрдүүлэх:

• 
  Бодит цагийн үйлдлийн системүүд (RTOS): Платформууд гэх мэт VxWorks, QNX болон FreeRTOS хүргэх детерминистик хариу үйлдэл үзүүлэх хугацаа, чухал ач холбогдолтой автомашины аюулгүй байдлын систем, сансрын хэрэглээ болон үйлдвэрлэлийн робот техник.

• Суулгагдсан Линукс: Өргөн хэрэглэгддэг сүлжээнд холбогдсон суулгагдсан системүүд, IoT гарцууд болон үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтын компьютерууд, уян хатан байдал, өргөтгөх боломжтой байдал, олон нийтийн хүчтэй дэмжлэгийг санал болгодог. Жишээ нь: Yocto, Buildroot болон OpenWrt тохируулгыг идэвхжүүлэх.

• Андройд хувилбарууд: Захиалгат Андройд үйлдлийн систем улам бүр байршуулагдаж байна дижитал тэмдэглэгээ, киоск болон мэдээллийн системүүд, түүний ачаар баялаг график интерфэйс болон аппликейшны экосистем.

• Windows суулгагдсан / WinCE: Өнөөдөр давамгайлах чадвар багатай ч гэсэн одоо ч ашиглагдаж байна хуучин киоск, гар терминал болон эмнэлгийн хэрэгсэл.

C. Програм хангамжийн анхаарах зүйлс

Сонголт нь суулгагдсан үйлдлийн систем хамаарна:

• Бодит цагийн шаардлага (хатуу ба зөөлөн RTOS).

• Холболтын хэрэгцээ (Ethernet, Wi-Fi, CAN bus).

• Аюулгүй байдал ба найдвартай байдал (эрүүл мэндийн болон үйлдвэрлэлийн хяналтад чухал ач холбогдолтой).

Үндсэндээ, програм хангамжийн давхарга нь ...-г хувиргадаг суулгагдсан компьютер түүхий цахиураас зориулалтын дагуу бүтээгдсэн, найдвартай систем- бүх зүйлийг эрчим хүчээр хангах чадвартай IoT төхөөрөмжүүд руу чухал ач холбогдолтой сансрын нислэгийн удирдлага.

VI. Дизайны онцлог шинж чанар ба хязгаарлалтууд

Дизайн хийх суулгагдсан компьютер олон талт байдлыг тэнцвэржүүлэхийг хамардаг хязгаарлалтууд хэрэглээнийхээ гүйцэтгэлийн шаардлагыг хангахын зэрэгцээ. Ерөнхий зориулалттай компьютерээс ялгаатай нь суулгагдсан системүүд нь ихэвчлэн хатуу чанд ажиллагааны дагуу ажиллах ёстой. хүч чадал, хэмжээ, өртөг болон бодит цагийн шаардлагамөн баталгаажуулахын зэрэгцээ бат бөх чанар, аюулгүй байдал, найдвартай байдал.

А. Хүч, Хэмжээ, Зардал

• Бага эрчим хүчний хэрэглээ: гэх мэт олон суулгагдсан төхөөрөмжүүд IoT мэдрэгч, эмнэлгийн суулгац болон өмсөх боломжтой төхөөрөмжүүд, хязгаарлагдмал батерейны цэнэгээр ажилладаг. Техник хангамж болон програм хангамжийг дараахад оновчлогдсон эрчим хүчний үр ашиг гэх мэт техникүүдээр дамжуулан динамик эрчим хүчний удирдлага мөн бага хүчдэлийн SoC.

• Компакт хэлбэрийн хүчин зүйл: Үүнтэй төстэй програмууд автомашины ECU, дижитал тэмдэглэгээний хянагч болон үйлдвэрлэлийн гарцууд гүйцэтгэлийг алдагдуулахгүйгээр хязгаарлагдмал хаалтанд багтах боломжтой системүүдийг шаарддаг.

• Зардлын үр ашиг: Том хэмжээний үйлдвэрлэл хэрэглээний электроник угаалгын машин эсвэл тооны машины шаардлага гэх мэт хямд өртөгтэй суулгагдсан микроконтроллерууд энэ нь найдвартай байдлыг хангасаар байна.

B. Бодит цагийн хязгаарлалтууд

Олон салбарууд тулгуурладаг бодит цагийн суулгагдсан системүүд боловсруулалтыг хатуу хугацаанд хийх ёстой тохиолдолд:

• Хатуу бодит цагийн системүүд - Жишээ нь аюулгүйн дэрний хянагч, түгжигдэхээс хамгаалах тоормосны систем (ABS) болон зүрхний аппарат, тэр ч байтугай микросекунд саатал нь эвдрэлд хүргэж болзошгүй.

• Зөөлөн бодит цагийн системүүд – Олдсон мультимедиа тоглуулагч, мэдээллийн зугаа цэнгэлийн систем, үйлдвэрлэлийн хяналтын хэрэгслүүд, саатал нь тэвчих боломжтой боловч хамгийн бага хэмжээнд байна.

C. Бат бөх чанар ба найдвартай байдал

Аж үйлдвэрийн суулгагдсан компьютерууд ихэвчлэн байрлуулдаг хатуу ширүүн орчин хэт өндөр температур, чичиргээ, тоос шороотой. Найдвартай байдлыг хадгалахын тулд тэдгээр нь онцлог шинж чанартай сэнсгүй хөргөлт, хатуу төлөвт хадгалах, конформ бүрхүүл, өргөн температурт тэсвэртэйУрт наслалт нь бас чухал; олон салбарууд ... гэж найдаж байна. 10+ жилийн амьдралын мөчлөг тасалдалгүй тоног төхөөрөмжийн хувьд.

D. Аюулгүй байдлын асуудлууд

Өсөн нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан сүлжээнд холбогдсон суулгагдсан системүүд дотор IoT, автомашин болон үйлдвэрлэлийн автоматжуулалт, кибер аюулгүй байдал дизайны тэргүүлэх чиглэл болсон. гэх мэт онцлог шинж чанарууд аюулгүй ачаалах, техник хангамжийн шифрлэлт болон халдлага илрүүлэх чухал дэд бүтцийг хамгаалахын тулд улам бүр стандарт болж байна.

Дүгнэж хэлэхэд, сэнсгүй аж үйлдвэрийн компьютерууд дизайн бол нарийн тэнцвэр юм үр ашиг, бодит цагийн хариу үйлдэл, бат бөх найдвартай байдал, аюулгүй байдалЭдгээр хязгаарлалтууд нь суулгагдсан системүүд бүх зүйлийг хэрхэн ажиллуулдаг болохыг тодорхойлдог. үйлдвэрийн роботууд руу эмнэлгийн хэрэгсэл нарийвчлалтай, найдвартай байдлаар.

V. Програм хангамж ба үйлдлийн системүүд

нь програм хангамжийн давхарга нь юуг өөрчилдөг вэ суулгагдсан компьютер энгийн техник хангамжаас ажиллагаатай, ухаалаг систем рүү. Ажиллаж байгаа эсэхээс үл хамааран микроконтроллер дээр суурилсан програм хангамж эсвэл бүрэн суулгагдсан үйлдлийн систем, програм хангамж нь тодорхойлдог гүйцэтгэл, найдвартай байдал, уян хатан байдалЗөв платформ сонгох нь програмуудад чухал ач холбогдолтой. аж үйлдвэрийн автоматжуулалт, эмнэлгийн хэрэгсэл, автомашины аюулгүй байдал, IoT экосистемүүд.

A. Програм хангамж болон суулгагдсан програм хангамж

Олон хүний ​​хувьд бие даасан суулгагдсан системүүд, суурь нь програм хангамж—хадгалсан хөнгөн програмууд ROM эсвэл флэш санах ой. Бичсэн C, C++ эсвэл угсралт, програм хангамж баталгаажуулдаг детерминистик гүйцэтгэл болон урт хугацааны тогтвортой байдал. Ердийн жишээнд логикийг хянах нь орно угаалгын машины цикл, нь автомашинд түлш шахах систем, эсвэл зүрхний аппаратын цагийн механизмЭдгээр системүүд нь шинэчлэлтгүйгээр олон жил ажилладаг тул програм хангамж нь заавал байх ёстой. үр ашигтай, аюулгүй, өндөр найдвартай.

B. Суулгагдсан үйлдлийн системүүд

Хэрэглээний програмууд илүү нарийн төвөгтэй байдлыг шаарддаг үед, суулгагдсан үйлдлийн систем (ҮС) тоглож эхэлнэ:

• Бодит цагийн үйлдлийн системүүд (RTOS): Платформууд гэх мэт FreeRTOS, VxWorks болон QNX идэвхжүүлэх бодит цагийн хатуу хяналт хувьд сансар судлал, автомашины тоормосны систем, үйлдвэрлэлийн роботууд.

• Суулгагдсан Линукс: Уян хатан, өргөтгөх боломжтой шийдэл сүлжээнд холбогдсон суулгагдсан системүүд, IoT гарцууд болон үйлдвэрлэлийн компьютеруудгэх мэт алдартай бүтээн байгуулалтуудтай Yocto, Buildroot болон OpenWrt.

• Суулгагдсан системд зориулсан Андройд: Ашигласан дижитал тэмдэглэгээ, киоск болон мэдээллийн системүүд, санал болгож байна баялаг хэрэглэгчийн интерфэйс мөн аппликейшны экосистем.

• Windows суулгагдсан / WinCE: Одоо ч гэсэн байгаа хуучин гар терминалууд болон эмнэлгийн тоног төхөөрөмж, гэдгээрээ алдартай урт хугацааны дэмжлэг.

C. Гол анхаарах зүйлс

Сонголт нь суулгагдсан үйлдлийн систем хамаарна:

• Бодит цагийн хариу үйлдэл ерөнхий зориулалттай уян хатан байдалтай харьцуулбал.

• Холболтын шаардлага гэх мэт Ethernet, Wi-Fi, эсвэл CAN bus.

• Аюулгүй байдал болон аюулгүй байдлын гэрчилгээ хувьд чухал ач холбогдолтой програмууд.

Товчхондоо, програм хангамж нь оюун ухааныг тодорхойлдог суулгагдсан компьютер, дамжин өнгөрөх эсэх програм хангамжийн энгийн байдал эсвэл олон талт байдал RTOS болон Embedded Linux платформууд.

VII. Чиг хандлага ба ирээдүйн чиглэлүүд

Талбай суулгагдсан компьютерууд дэвшлийн нөлөөгөөр хурдацтай хөгжиж байна IoT, захын тооцоолол болон хиймэл оюун ухаан (AI)Аж үйлдвэрүүд илүү ихийг шаардаж байгаа тул автоматжуулалт, холболт болон үр ашиг, суулгагдсан системийн ирээдүй нь илүү ухаалаг, хурдан бөгөөд илүү аюулгүй шийдлүүд дээр төвлөрөх болно.

А. Ирмэг дээрх хиймэл оюун ухаан

Хамгийн чухал чиг хандлагын нэг бол интеграци юм Хиймэл оюун ухаан болон машин сургалт шууд руу суулгагдсан компьютерууд мөн чип дээрх систем (SoC) платформуудҮүлэн технологи руу өгөгдөл илгээхийн оронд, захын хиймэл оюун ухаан газар дээр нь бодит цаг хугацаанд шийдвэр гаргах боломжийг олгодог. Жишээлбэл:

• Аж үйлдвэрийн роботууд Хиймэл оюун ухаанаар ажилладаг харааны системээр тоноглогдсон тул бүтээгдэхүүний согогийг шууд илрүүлж чадна.

• Автономит тээврийн хэрэгсэл суулгагдсан GPU болон NPU-г ашиглах бодит цагийн дүрс таних.

• Ухаалаг камерууд мөн IoT гарцууд орон нутагт аналитик ажиллуулж, хоцрогдолыг багасгаж, нууцлалыг сайжруулна.

Энэ өөрчлөлт нь суулгагдсан төхөөрөмжүүдийг хувиргаж байна ухаалаг захын тооцооллын платформууд.

B. Эрчим хүчний үр ашиг ба тогтвортой байдал

Дэлхий даяар тэрбум тэрбум төхөөрөмж байршуулснаар, бага эрчим хүчний загвар цаашид сонголт биш болсон. Үйлдвэрлэгчид дараах зүйлсийг хэрэгжүүлж байна:

• Динамик эрчим хүчний удирдлага батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгахын тулд.

• Сэнсгүй хөргөлтийн архитектур барзгар орчинд зориулагдсан.

• Ногоон суулгагдсан системүүд эрчим хүчний хэрэглээг бууруулдаг өгөгдлийн төвүүд, үйлдвэрүүд болон ухаалаг гэрүүд.

Эрчим хүчний хэмнэлт нь дизайны гол хязгаарлалт хэвээр байх болно өмсдөг төхөөрөмжүүд, эмнэлгийн хэрэгсэл болон IoT мэдрэгчүүд.

C. IoT Конвергенц ба Холболт

Нэгдэн нийлэлт IoT болон суулгагдсан тооцоолол илүү ихийг бүтээж байна сүлжээнд холбогдсон суулгагдсан системүүд өмнөхөөсөө илүү. Гол хүчин зүйлсэд дараахь зүйлс орно.

• 5G холболт хэт бага хоцрогдолтой програмуудад зориулагдсан.

• Ethernet, Wi-Fi 6 болон CAN bus интеграцчилал аж үйлдвэрийн автоматжуулалт.

• Үүлэн технологид суурилсан суулгагдсан платформууд Azure, AWS эсвэл хувийн захын үүлнүүдтэй саадгүй холбогддог.

Дүгнэж хэлэхэд, ирээдүй суулгагдсан компьютеруудтэргүүлэгч суулгагдсан компьютер үйлдвэрлэгч нэгдэлд оршдог Хязгаарын ирмэг дээр байгаа хиймэл оюун ухаан, эрчим хүчний хэмнэлттэй дизайн, IoT холболтЭдгээр шинэчлэлүүд нь тэдний үүргийг өргөжүүлэх болно ухаалаг үйлдвэрүүд, бие даасан тээвэр, эмнэлгийн технологи, дараагийн үеийн хэрэглээний электроникууд.

Уншихыг санал болгож байна: