Vestavné systémy BI-VES Přednáška 1

Vestavné systémy BI-VES Přednáška 1

Ing. Miroslav Skrbek, Ph.D. Katedra počítačových systémů Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze Miroslav Skrbek ©2010,2011 ZS2010/11

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Agenda • • • • • •

Úvod do předmětu Vymezení pojmu vestavný systém Příklady vestavných systémů Terminologie Modulární vestavné systémy Návrh vestavných systémů

BI-VES, Přednáška 1

Miroslav Skrbek ©2010,2011

2

Literatura • Tammy Noergaard: Embedded Systems Architecture: A Comprehensive Guide for Engineers and Programmers (Embedded Technology), Newnes, February 24, 2005. ISBN-13: 978-0750677929



3

Vestavné (mikropočítačové) systémy- definice Vestavné systémy je možno definovat jako mikropočítačové systémy provozované jako součást jiných systémů. Primárním úkolem mikropočítače je řídit nějaký systém (zařízení), jehož je součástí, a to na základě jednoho nebo více (obvykle pevně a předem) vložených programů.


Příkladem je mikropočítač zabudovaný v regulátoru topení, autopilotu letadla, atp.

Anglicky se vestavné systémy označují jako Embedded systems


4

Aplikační oblasti vestavných mikropočítačových systémů Telekomunikace

Doprava

Průmyslové řídící systémy Spotřební elektronika

Hračky Periferie počítačů


Energetika Lékařská a laboratorní technika

Mobilní počítače Měřící technika


5

Příklady aplikací ve spotřební elektronice • Audio přístroje (receivery, tunery, přehrávače CD, MC, …) • Video přístroje (televizory, video přehrávače, video kamery, střižny, …) • Cyklo-počítače, rotopedy (ovládací pulty) • Dětské elektronické hry, videohry • Kuchyňské přístroje (mikrovlnné trouby, sporáky, roboty, …) BI-VES, Přednáška 1


6

Rozdělení (Mikro)procesory pro vestavné systémy Vestavné (mikro)procesory Embedded processors Jednočipové mikropočítače Mikrořadiče Mikrokontroléry Microcontrollers

Rozšiřitelné vnější sběrnicí Uzavřené (pouze vstupy/výstupy) BI-VES, Přednáška 1


7

Příklad vestavného systému regulátor teploty Krystal

+5V

Teplotní čidlo

Topné těleso

Optotriak Mikrokontrolér

Snížit Teplotu

Zvýšit Teplotu


~220V Displej


8

Mikropočítač

V/V

REGISTRY

ALU V/V Řadič


Adresa

Paměť

V/V

Vstup/výstup

Data


V/V

9

Mikroprocesor I

REGISTRY

ALU

Řadič


Adresa

Paměť

Vstup/výstup

Data


10

Mikroprocesor II Typický příklad: procesory pro mobilní aplikace REGISTRY

Vstup/výstup

Paměť

ALU

Data

Řadič


Adresa


11

Modulární řešení vestavných systémů Mikrokontrolér

Aplikace

Modul

Aplikace

Modul

Modulární systém Aplikace



12

Návrh vestavných systémů Návrh Hardware Elektrické obvody (CAE)


Software (IDE)

Mechanická konstrukce (CAD)


13

Požadavky na návrh vestavných systémů • Funkčnost – Zařízení musí bezchybně plnit svoji funkci

• Spolehlivost – Zařízení nesmí být poruchové (zvláštní předpisy pro životně kritické aplikace)

• Bezpečnost – Zařízení musí splňovat obecně závazné bezpěčnostní předpisy a standardy

• Minimální náklady – Cena zařízení musí být co nejnižší, zvláště kritické u velkých sérií BI-VES, Přednáška 1


14

Nároky na vestavné systémy • Práce v širším teplotním rozsahu – Komerční (Commercial) 0 až +70°C – Průmyslový (Industrial) -25 až 85°C – Armádní (Military) -55 až 125°C

• Zvýšené nároky na spolehlivost – Životně kritické lékařské přístroje – Přístroje v letadlech, apod.

• Vyšší nároky na mechanickou a chemickou odolnost – Odolnost proti povětrnostním vlivům (zvýšená vlhkost, přítomnost korozivních chemikálií, apod.) BI-VES, Přednáška 1


15

Role standardů • Podporují interoperabilitu mezi zařízeními – Komunikace (BlueTooth, Ethernet, WiFi) – snadné rozšíření standardními komponentami IEEE1394-Firewire, USB, SATA

• Podporují interoperabilitu mezi komponentami složitějších systémů – Normy pro sběrnice PCI, ISA, VME

• Zvyšují bezpečnost systémů – Bezpečnostní normy (počítačová bezpečnost i bezpečnost před úrazy elektrickým proudem, …) BI-VES, Přednáška 1


16

Vestavné systémy BI-VES Přednáška 1

Recommend Documents