Komputery wbudowane-Pomyśl o systemach komputerowych, które widziałeś w supermarkecie lub sklepie spożywczym. Istnieje duża szansa, że są to systemy komputerowe wbudowane. Więc co to jest wbudowany komputer, i jak to się różni od konwencjonalnych komputerów przemysłowych? Czy może pracować w ekstremalnych warunkach i nadal dostarczać na swoje wymagania wydajności? Jeśli masz takie pytania, przygotowaliśmy ten artykuł dla Ciebie.
Komputery wbudowane-Czym jest komputer wbudowany?
Komponenty IoT są częściami komputera wbudowanego
Jest to mały komputer zbudowany specjalnie do wykonywania określonej funkcji. Jest to więc pojedynczy system, który jest częścią bardziej rozbudowanego systemu. Przykłady obejmują mikrokontrolery (MCU) i komputery jednopłytkowe (SBC). Ponadto, zawiera wszystkie szczegóły synonimiczne dla komputerów stacjonarnych klasy konsumenckiej, takie jak CPU, GPU i RAM.
Czy jest więc podobny do systemów wbudowanych? Chociaż te dwie rzeczy są powiązane, nie odnoszą się do tego samego. Seria komputerów wbudowanych i innych urządzeń elektronicznych, takich jak czujniki, interfejsy i oprogramowanie tworzą systemy wbudowane.
Dlatego też komputery wbudowane są podstawową jednostką funkcjonalną systemu wbudowanego. Ponadto każdy z nich wykonuje określoną funkcję, różniącą się od innych.
Komputery wbudowane-Części komputerów wbudowanych
Części komputera
Główny Chip
Jest to podstawowy składnik sprzętowy komputera. Zazwyczaj może to być Central Processing Unit (CPU)/Microprocessing Unit (MPU) lub Microcontroller Unit (MCU). Procesor wykonuje zadania obliczeniowe konwencjonalnego komputera. Niemniej jednak, do efektywnego działania wymaga on komponentów wejścia/wyjścia oraz dodatkowej przestrzeni dyskowej.
Ponadto, w niektórych komputerach wbudowanych wszystkie komponenty są zawarte w jednym układzie scalonym. Ten pojedynczy chip to MCU. Są one stosunkowo tańsze niż inne komputery wbudowane ze względu na ich stosunkowo niższą wydajność. Jednak ich relatywnie mniejsza moc nie ogranicza funkcjonalności.
Komputery wbudowane-Pamięć masa
Dysk twardy komputera
Jest to pamięć nieulotna, w której komputer przechowuje dane programowe, dane konfiguracyjne i informacje o szyfrowaniu. Pamięć może być elementem wewnętrznym lub zewnętrznym. Przykłady urządzeń pamięci masowej obejmują dyski twarde, dyski półprzewodnikowe, karty SD i układy EMMC.
Komputery wbudowane-Pamięć RAM/pamięć systemowa
Komputerowa pamięć RAM
W przeciwieństwie do pamięci nieulotnej, którą omówiliśmy powyżej, pamięć RAM wykorzystuje pamięć lotną. W związku z tym, za każdym razem, gdy wyłączysz komputer, wymaże on wszystkie znajdujące się w nim dane. Ponadto, im wyższa pamięć RAM, tym szybsza wydajność.
Dodatkowo, RAM jest popularnym systemem przechowywania danych, ponieważ jest szybszy niż karty SD.
Party I/O
Prawie wszystkie komputery wbudowane będą miały te porty. Są one niezbędne do podłączenia do starszych technologii, czujników i innych urządzeń. Wśród wspólnych portów I/O znajdują się:
Porty Ethernetowe
Porty USB typu A
Komputery wbudowane-Porty szeregowe COM
Porty audio (wejście/wyjście)
Porty wejścia/wyjścia ogólnego przeznaczenia (GPIO)
Komputery wbudowane-Porty DVI
Porty HDMI
Komputery wbudowane-Akceleratory wydajności
Ilustracja z procesora graficznego 3D
Są to dodatkowe komponenty niezbędne do zwiększenia wydajności obciążeń. Akceleratory wydajności obejmują:
Procesor graficzny (GPU)
Field Programmable Gate Arrays/FPGAs,
Jednostki przetwarzania wizji/VPU.
Właściwości chłodzące
Podobnie jak inne systemy obliczeniowe, komputery wbudowane również wymagają pewnego chłodzenia. Ma to kluczowe znaczenie dla zapobiegania przepustowości cieplnej spowodowanej ekstremalnymi temperaturami Dlatego większość chłodzeń jest używana do chłodzenia koron Ponadto chłodzenie zwiększa energooszczędność komputera
Komputery wbudowane i komputery stacjonarne
Komputery wbudowane różnią się od tradycyjnych komputerów
Podstawową różnicą między nimi jest cel i projekt Na przykład podzespoły te znajdują się na pojedynczej płycie drukowanej (PCB) na wbudowanym komputerze lub na płycie głównej Ponadto producent spawał komponenty na płycie drukowanej W związku z tym nie można uaktualniać ani rozbudowywać wbudowanych komputerów
Ponadto wbudowane komputery są stosunkowo mniejsze niż tradycyjne komputery W końcu wbudowane komputery zużywają mniej energii niż inne komputery przemysłowe Z drugiej strony zwykłe komputery używają tradycyjnych płyt głównych, ale producenci nie spawają tych części Więc można wymienić części
Jednak oba mają te same części, ponieważ w zasadzie są to komputerowe rekwizyty
Dlaczego używać wbudowanego komputera w aplikacjach wbudowanych
Fabryczna komora sterująca z komputerem
Możesz się zastanawiać, dlaczego nie używać zwykłego komputera w wbudowanym systemie komputerowym zamiast wbudowanego komputera Istnieje wiele zalet, które sprawiają, że są bardziej odpowiednie dla produkcji montażu i przemysłu obronnego Zawierają one następujące elementy
wysokiej elastyczności i wysokiej przystępności
Komputer, który może pracować cały dzień, jest wygodny w środowisku przemysłowym Komputery wbudowane spełniają ten warunek Ponadto działają w trudnych warunkach, dzięki czemu utrzymują one niezawodność przez długi czas Obejmują one pracę nawet w trudnych warunkach, takich jak ekstremalna pogoda
Ponadto większość wbudowanych komputerów może wytrzymać wysokociśnieniową wodę, kurz i ekstremalne temperatury Mogą one również pracować w bardzo szerokim zakresie temperatur roboczych (-30°C do 70°C)
Komputery wbudowane-Wydajność energetyczna
Praca w środowisku przemysłowym wymaga energooszczędnego komputera Więc większość wbudowanych komputerów jest energooszczędnych Zużywają stosunkowo niską moc i posiadają lekkie, dedykowane oprogramowanie Te czynniki są kluczowe dla niskiego zużycia energii
Dzięki temu wbudowane komputery są bardziej energooszczędne niż komputery ogólne
Wielofunkcjonalność w małych rozmiarach
Płyta główna z komputerem
Większość z nich korzysta z małych płyt głównych, takich jak mini ITX Ponadto większość z nich ma wyjątkową, innowacyjną konstrukcję obudowy i wbudowane funkcje chłodzenia, które ułatwiają zajmowanie mniejszej przestrzeni Dlatego są one uniwersalne i przenośne dla środowisk o ograniczonej przestrzeni na zewnątrz i odległych środowiskach
Komputery wbudowane-Bogate wejście i wyjście
Zazwyczaj organizacje muszą połączyć się z różnymi nowymi i starymi technologiami Dlatego ważne jest posiadanie różnych portów we/ wy, szczególnie w przypadku procesów automatyzacji przemysłowej Można na przykład połączyć się z dodatkowymi składnikami, takimi jak programowalny kontroler logiczny
W większości typowych systemów komputerowych nie ma dostępnych korzyści dla nowych technologii Jednak wbudowane komputery mają bogatą liczbę operacji we/ wy, które ułatwiają korzystanie z tych aplikacji
Komputery wbudowane-Typ wbudowanego komputera
Kategoria: Mikrokontrolery
Koncepcja analizy danych maszynowych
Jest to urządzenie układu scalonego, które kontroluje pozostałe części systemu elektronicznego Najważniejsze składniki to pamięć, jednostki MCU i inne urządzenia peryferyjne Ponadto MCU jest jedynym chipem w systemie mikrokontrolerów
Ponadto mają one najmniejszy rozmiar kształtu w porównaniu z innymi wbudowanymi urządzeniami obliczeniowymi Są one przydatne w zbieraniu danych w czasie rzeczywistym, ponieważ są bardzo niezawodne i trwałe Ponadto, posiadają one funkcję TinyML. Dzięki temu mogą wykonywać zadania związane z uczeniem maszynowym. Przykładem może być Seeeduino Lotus.
Komputery wbudowane-Komputery jednopłytkowe
Wszystkie elementy tego komputera znajdują się na jednej płytce drukowanej. Ponadto, możesz łatwo połączyć to urządzenie z innymi urządzeniami pamięci masowej, ponieważ ma liczne porty. Poza tym, te komputery automatyki posiadają system-on-Chip (SoC). Tak więc, wszystkie elementy komputera / systemy elektroniczne są na jednym chipie.
Do ich kluczowych zalet należy zaliczyć niski koszt i szeroki zakres zastosowań. Odyssey X86 to komputer jednopłytkowy.
Bram IoT (IoT Gateways)
Umożliwiają funkcjonowanie czujników IoT w zakresie transmisji danych z terenu do chmury. Są więc przydatne w zaawansowanych systemach nadzoru opartych na chmurze. Przede wszystkim ułatwiają komunikację bezprzewodową i są solidnie wykonane, aby wytrzymać trudne warunki. Przykładem może być bramka SenseCAP Gateway.
Komputery wbudowane-Panel PC
Posiada m.in. klawiaturę, wbudowany ekran wyświetlacza oraz ekran dotykowy typu all-in-one. Ponadto komputer ułatwia efektywny kontakt z człowiekiem przede wszystkim dzięki solidnym ekranom.
Terminal jest jednym z popularnych przemysłowych komputerów panelowych.
Wytrzymały komputer przemysłowy
Jest to standardowy komputer wbudowany w przemyśle. Również ma złożoną i solidną inżynierię, aby wytrzymać trudne warunki środowiskowe. Przykładem jest SenseCAP Gateway, o którym wcześniej wspominaliśmy.
Przykłady wbudowanych systemów komputerowych
Prawie wszystkie dzisiejsze inteligentne urządzenia mają systemy wbudowane. Do rzeczywistych przykładów takich systemów należą:
Komputery wbudowane-Systemy centralnego ogrzewania.
Termostaty są przykładem wbudowanych systemów komputerowych.
Są one niezbędne w ogrzewaniu domów i biur. Zasadniczą częścią tych systemów jest termostat, który zapewnia kontrolę temperatury.
System GPS
Jest to system nawigacji, który specjalnie synchronizuje dane dotyczące czasu, lokalizacji i prędkości. Tak więc odbiorca danych posiada zintegrowany system wbudowany, którego głównym celem jest rozszyfrowanie informacji GPS. Systemy GPS można znaleźć między innymi w telefonach komórkowych i samochodach.
Komputery wbudowane-Fitness trickery
Kobieta z trackerem fitness
Stosują one systemy wbudowane do śledzenia rytmu bicia serca, odległości i informacji o temperaturze ciała.
Inne systemy komputerowe Embedded obejmują następujące elementy:
Systemy samochodowe
Pralki
Większość elektronicznych urządzeń medycznych, takich jak obrazowanie medyczne
Roboty fabryczne i interaktywne maszyny kioskowe
Automaty kasjerskie (ATM)
Systemy tranzytowe i systemy pobierania opłat
Podsumowanie
W skrócie komputery wbudowane to podręczne urządzenia elektroniczne służące do spełniania określonych funkcji. Ponadto, komputery wbudowane są lepsze od komputerów konwencjonalnych pod względem wydajności. Wreszcie, komputery wbudowane są krytycznymi częściami wspólnych systemów wbudowanych, takich jak bankomaty. Teraz masz wszystkie istotne informacje na temat systemów wbudowanych. Jeśli masz pytania, dotrzeć do nas.