الأنظمة الهندسية المدمجة (Embedded Systems) خصائصها وتصميمها

الأنظمة الهندسية المدمجة (Embedded Systems) خصائصها وتصميمها

م.م حسين شكور مغير

تعرف كأنظمة لمعالجة المعلومات وتكون مضمنة في منتج أكبر وهي عادة ما تكون غير مرئية مباشرة للمستخدم، ويكون الهدف الأساسي من شراء المنتج، ليس الأنظمة المدمجة بحد ذاتها، بل المنتج الذي يحوي تلك الأنظمة والوظائف التي تقوم بها، والأنظمة المدمجة هي أنظمة هجينة في أغلب الحالات أي أنها تحتوي على أجزاء تماثلية وأجزاء رقمية، الأولى تستخدم قيم معطيات تماثلية والثانية قيم معطيات رقمية (متقطعة)، إذ أن معالجة المعطيات لم يعد مقتصرا على ألاجهزة ذات الوظائف العامة، بل أصبح جزء أساسي من طيف واسع من الأجهزة بحيث أصبحت تلك الأنظمة متخصصة بالقيام بوظيفة محددة، كالتي تشمل أنظمة معالجة المعلومات في أجهزة الاتصالات السلكية واللاسلكية، نظم النقل والمعدات في تصنيع الإلكترونيات الاستهلاكية.

 

الأنظمة المدمجة بخاصيتها المصممة لأغراض محددة، كالتحكم أو الاتصال أو التخاطب مع المستخدم من خلال واجهة تخاطبية، غالبا ما تقوم بوظيفتها بالزمن الحقيقي. وباختصار هي عبارة عن (أجهزة الكترونية لأغراض خاصة أومحدوده بدقة عالية)، بخلاف الحواسيب التي هي أجهزة كمبيوتر لأغراض عامة. وتعرف أيضا بـ الأنظمة المتضمنة أو الأنظمة المطمورة. ويعتبر النظام المطمور ھو نظام متخصص الغرض (special-purpose system) حيث انه ليس نظاما تفاعليا يعتمد على التشغيل البشري وإنما على وجود حساسات (sensors) ومشغلات (actuators). والأغلب ألا يحوي النظام المطمور وحدات تلاحم طرفية مثل لوحة المفاتيح والعارض (monitor) ما لم تكن ھذه الوحدات ضرورية لتشغيل النظام المدمج.

 

ان الاستعمال المكثف والمتزايد للنظم المطمورة في منتجات الحياة اليومية يقود إلى تطور ھائل في علوم وتقنية المعلومات، وليس بمستبعد أن تدخل ھذه النظم في جميع المنتجات تقريبا خلال فترة وجيزة من الزمن. وفي البدء، كانت غاية مصممي النظم المطمورة إدراك الإمكانية feasibility) )، ولكنھم تعدوا ذلك الآن إلى تحقيق المثالية ((optimization باستھداف توصيل منتجاتھم بأقل تكلفة وفي أقصر زمن ممكن إلى القطاعات المعنية من السوق.

 

خصائص الأنظمة المدمجة: تتسم النظم المدمجة بأنھا

  1. أنظمة كاملة، يتداخل ويتكامل فيھا العتاد المادي (الصلب) (hardware) مع العتاد البرمجي (software) المناظر في بيئة واحدة.

  2. أنظمة مكرسة ((dedicated لمھمة أو مھام قليلة تناط بھا وتوقف عليھا وتتخصص فيھا.

  3. تستعمل كوسائل تحكم، ولكنھا بدورھا مُتَحَكَّم فيھا من قِبل الكترونيات أخرى مثل المتحكم الدقيق microcontroller)) ومعالج أو معالج الإشارات الرقمية .(Digital signal processor)

  4. تكريسھا لأداء مھام محددة قليلة يجعل من الميسور على مصمميھا توفير المثالية ((optimization بتصغير الحجم والكلفة وتفعيل الأداء.

كيف يتم تصنيع النظام المدمج ؟ وذلك بالمراحل التالية:

  • تحديد مواصفات النظام  (Specifications).

  • تشكيل النماذج والوحدات(Modeling) .

  • التصميم المبدئي وتقسيم الوظائف.

(Design Space Exploration and Partitioning)

  • مرحلة التجميع وتحسين الأداء.

(synthesis and optimization)

  • مرحلة التحقق والإثبات (Validations).

  • مرحلة التنفيذ (Implementation) .


 

استخدامات الأنظمة المدمجة: غالباً ما توجد في :

  • المعامل والمصانع كدوائر التحكم بالروبوتات.

  • الشوارع والطرقات كدوائر المراقبة وتنظيم المرور.

  • في الاجهزة المنزلية كالاغسالات والمايكروويف وأجهزة الديجيتال.

  • أجهزة الهواتف النقالة او الـ PDA.

  • أجهزة الإنترنت المحمول والثابت .

  • المعدات العسكرية مثل أجهزة التحكم بالصواريخ.

  • أجهزة الاتصالات الحديثة مثل الأقمار الصناعية.

  • الأجهزة الطبية باختلاف أنواعها.

 

. . . . . . . . . . .
  • facebookpic
  • twitterpic
  • youtubepic
  • googlepluspic
  • androidpic
  • mailpic

حقوق النشر محفوظة لموقع كلية الهندسة جامعة ديالى Copyright (c) 2018

3:45