Systemy wbudowane Flashcards
Systemy wbudowane
Czym się różnią systemy wbudowane od systemów służących przetwarzaniu informacji, jeśli chodzi o ilości pamięci ROM oraz RAM?
Systemy wbudowane zazwyczaj charakteryzują się mniejszą ilością pamięci, zarówno ROM (Read-Only Memory - Pamięć Tylko do Odczytu) jak i RAM (Random-Access Memory - Pamięć o Swobodnym Dostępie), w porównaniu do systemów służących do ogólnego przetwarzania informacji, takich jak komputery osobiste lub serwery.
Jest to wynik optymalizacji pod kątem konkretnych zastosowań, w których systemy wbudowane działają, gdzie nie ma potrzeby przechowywania dużych ilości danych czy uruchamiania złożonego oprogramowania.
Systemy wbudowane
Podaj definicję systemu wbudowanego.
System wbudowany to zintegrowany system komputerowy zaprojektowany do realizacji jednego lub kilku dedykowanych zadań, zazwyczaj w ramach większego systemu.
Systemy wbudowane są specjalizowane, zoptymalizowane pod kątem konkretnej funkcji i często są wbudowane w urządzenia, które nie wyglądają jak komputery. Przykłady obejmują systemy kontroli w samochodach, mikrokontrolery w sprzęcie AGD, a także systemy sterowania w przemyśle.
Systemy wbudowane
Scharakteryzuj dwie konkurujące architektury ARM oraz MIPS i podaj różnice istniejące w ich budowie.
ARM (Advanced RISC Machine): Architektura ARM jest oparta na architekturze RISC (Reduced Instruction Set Computing), co oznacza mniejszą liczbę instrukcji, ale każda z nich wykonuje się w krótkim czasie. ARM jest popularne w urządzeniach mobilnych i systemach wbudowanych ze względu na swoją energooszczędność.
MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages): MIPS również jest architekturą RISC, ale skupia się na wydajności przez zwiększenie prędkości przepustowości za pomocą bardzo prostych instrukcji. MIPS była popularna w dawniejszych routerach i konsumenckich urządzeniach elektronicznych.
Różnice pomiędzy nimi to m.in. podejście do projektowania pipeline, efektywność energetyczna oraz sposób implementacji w różnych segmentach rynku.
Systemy wbudowane
Czym się różnią sterowania z udziałem sterowników PLC od sterowań z pomocą mikrokontrolerów?
Sterowniki PLC (Programmable Logic Controller): PLC są przemysłowymi komputerami do automatyzacji procesów, kontrolowania maszyn i linii produkcyjnych. Są wytrzymałe, odporny na trudne warunki przemysłowe i zaprojektowane do ciągłej pracy.
Mikrokontrolery: Mikrokontrolery to jednoukładowe systemy komputerowe, które można znaleźć w szerokim zakresie zastosowań od prostych urządzeń do zaawansowanych systemów embedded. Są bardziej elastyczne jeśli chodzi o programowanie i mniejsze, ale mniej odporne na trudne warunki niż PLC.
Systemy wbudowane
Podaj definicję mikrokontrolera i krótko scharakteryzuj jego najważniejsze cechy.
Mikrokontroler to kompaktowy zintegrowany obwód, który zawiera podstawowe składniki komputera, w tym procesor (CPU), pamięć (ROM, RAM), i inne peryferia na pojedynczym chipie. Jest on zaprojektowany do sterowania konkretnymi operacjami w systemie wbudowanym.
Cechy mikrokontrolera:
- Wbudowany CPU: Zawiera procesor, który mógłby być prosty lub złożony w zależności od wymaganej mocy obliczeniowej.
- Pamięć on-chip: Zawiera wbudowaną pamięć programu (zazwyczaj jako pamięć ROM lub flash) oraz pamięć danych (RAM).
- Peryferia on-chip: Posiada wbudowane interfejsy do komunikacji z innymi urządzeniami, takie jak GPIO, UART, SPI, I2C, ADC, itp.
- Nisko-energetyczne: Zazwyczaj zoptymalizowane pod kątem niskiego zużycia energii.
- Konfigurowalność: Oprogramowanie można zazwyczaj ładować i zmieniać, co pozwala na wielokrotne wykorzystanie tego samego urządzenia w różnych aplikacjach.
