Allt du behöver veta om inbyggda lösningar

Jag var angelägen om att skriva en annan artikel eftersom det hade gått länge sedan vi hade sett varandra (eller e-met). SnapStack Solutions\ 'Jordan har anlänt.

Inbyggda system är vanligare än vi tror, men vad är de och hur använder vi dem?

Ett inbäddat system, till skillnad från en bärbar dator, är avsett för och ägnas åt en enda artikel eller utrustning och används för att styra dess funktion. ”Enheten eller maskinen” kan vara allt från ett armbandsur till ett större medicinskt bildsystem eller robot, och det inbyggda systemet är vanligtvis inrymt i det, som namnet antyder.

På grund av sin kontrollroll måste det inbäddade systemet kunna övervaka sensoringångar som temperatur, spänning eller video, utföra kontroll och kanske analytiska beräkningar på de observerade data och skicka lämpliga utgångar till ställdon som skärmar, lampor, motorer eller ventiler. Som ett resultat måste det inbyggda systemet ha ingångsportar som är elektriskt och fysiskt kompatibla med de sensorer det övervakar.

Antalet ingångar och utgångar de måste reglera, liksom hastigheten och komplexiteten hos de kontrolluppgifter som krävs, bestämmer omfattningen av inbyggda system. Till exempel skulle en smartwatch-kontroller behöva byggas på ett enda, litet kretskort. En industriell dator, å andra sidan, är ett vanligare alternativ för större applikationer på grund av dess flexibilitet och skalbarhet, liksom, till viss del, dess användning av standardiserade hårdvaru- och mjukvarukomponenter.

Fördelar och nackdelar med inbyggda system

Jämfört med stationära eller bärbara datorer har inbyggda system både fördelar och nackdelar, men statusen för särskilda egenskaper som en fördel eller nackdel varierar beroende på applikation.

Fördelar med inbyggda system

De kan vara billigare eftersom de är specialiserade på en specifik applikation. Till exempel kan högpresterande grafik utelämnas, och vissa system kanske inte ens har ett grafiskt användargränssnitt. Om den avsedda applikationen inte kräver högpresterande databehandling kan andra system ha processorer med lägre prestanda och energiförbrukning. Lågeffektenheter skulle också vara möjliga, med vissa till och med på batterier. Inbyggda system kan också vara ganska små och lätta att identifiera, särskilt om de inte kräver en stor ledig plats för ventilation.

Inbyggda system är också mycket pålitliga eftersom de måste vara för att tillgodose behoven i deras applikationer. De tål extrema klimat- och elektriska förhållanden, såväl som möjliga avsiktliga skador - vilket är användbart på offentliga platser.

Inbyggda system har också nackdelar.

Att omplacera inbyggda system till en annan applikation kan vara utmanande eftersom de ofta är byggda för att hantera en enda uppgift. Det kan finnas ett begränsat antal extra kommunikationsportar eller expansionskortplatser eller inga alls. Dessutom, till skillnad från stationära Windows, kommer dess RTOS inte att stödja ett stort urval av program - och även om det gjorde det, kan kraften och minnet som är tillgängligt för att köra dem begränsas.

När man jämför stationära och inbäddade datorer med motsvarande prestanda kommer det inbyggda systemet nästan alltid att bli dyrare. Detta beror på att tillverkningskvantiteterna för inbyggda system kommer att vara lägre, vilket resulterar i färre möjligheter till kostnadsavskrivning. För ökad livslängd och pålitlighet tenderar inbyggda systemkonstruktioner att använda högre kvalitet och dyrare material och komponenter.

Inbyggda systemapplikationer

Jag noterade tidigare att inbyggda system kan hittas i ett brett spektrum av applikationer, som börjar med smartwatches. Andra mindre fall är GPS-mottagare, digitalkameror, spelkonsoler, trådlösa routrar, kopiatorer.

I detta perspektiv är smartphones spännande enheter. De har många av funktionerna i ett inbäddat system, men de kan också acceptera och köra användarspecificerade applikationer, vilket gör dem liknande stationära datorer i det avseendet.

När det gäller programmerbara logiska styrenheter (PLC), som används allmänt inom industrin, kan ett liknande argument göras. De är vanligtvis byggda på en industriell PC-arkitektur, så även om de har inbyggda systemfunktioner som robust konstruktion och en RTOS, har de också en stationär PC-liknande kapacitet att acceptera andra program - åtminstone när de levereras från sin ursprungliga tillverkare. Andra större - och mer specialiserade - användningsområden inkluderar: industriella robotarmsstyrenheter, trafikljusstyrenheter, säkerhetssystem, flygapplikationer, processtyrningssystem som används vid tillverkning.

Exempel på inbyggda system

En trädgårdsstyrenhet är ett aktuellt exempel på ett inbäddat system som används för att öka växt- och jordbruksavkastningen genom växthusautomation. Sensorer och ställdon kopplade till en växthusmiljö klimatstyr datorskärmen och kontrollerar temperatur, luftfuktighet, elektrisk ledningsförmåga, pH, koldioxid (CO2), dimma och skuggning, samt läser yttre väderförhållanden genom en väderstation.

De erhållna uppgifterna hjälper till att reglera inte bara särskilda faktorer i den interna tillväxtmiljön, utan också för att spara tid, energi och arbetskraft. Det finns också ett bevattningsschema för upp till fem olika foderformler och utbyggbara zoner i programmet.

Hemautomatiseringsstyrenheter är en annan allt vanligare användning för inbyggda system. Säkerhet, åtkomstkontroll, uppvärmning och luftkonditionering, belysning och underhållning kan alla integreras och styras genom ett system. Dessa system kan också kopplas till Internet of Things (IoT) för fjärrövervakning och kontroll.

På SnapStack Solutions har vi ett stort antal inbyggda systemingenjörer som är redo att arbeta med nya projekt. Om du vill ha sådana föremål hjälper vi dig gärna. Kontakta oss på contact@snapstack.cz eller hitta oss på Facebook, Instagram, LinkedIn, och Twitter.

Njut av din helg framöver!

‍