ماهو النظام المدمج (Embedded system)؟
نتعرف الاول علي تسميه؟ ماذا تعني الامبيدد سيستم!
system: وتعني نظام وهي وصف لمتغيرين مثل وصف بين الامبيدد وسيستم أو الكمبيوتر سيستم ... وهكذا.
Embedded: وهي تعني اندماج أكثر من وظيفه تحت اسم وظيفه واحده كبيره. مثل عدد من مكعبات كل منهما اكبر من الاخر ثم دمجهم في مكعب واحد وهو الأكبر وتحمل هذا المكعبات اسم مكعب الأكبر، نتيجه لوضع كل مكعبات داخل مكعب واحد وهو الأكبر.
Embedded system:
يطلق على الكمبيوتر الصغير التى تستخدم غالبا كجزء من جهاز أو نظام أكبر من أجل مهمة معينة و محددة و بسيطة (بعكس الكمبيوتر المتعدد الاستخدامات). غالبا ما تستخدم مثلا لجمع المعلومات من حساسات ثم توجيه محرك أو اعطاء أمر ما،
هى عبارة عن حواسيب و لكنها أبسط لتتناسب مع قدر المهمة،
تبرمج Embedded System غالبا مباشرة عبر حرق اكواد
ال Assembly او ال c على ال ROM الخاص بها بعد ترجمتها،
برمجة Embedded System بسيطة نوعا ما و لكنها تحتاج الى دراسة جيدة لتقديرات الدائرة و مداخلها وخارجها.
و تبرمج عادة على ال Assembly او ال C، و هناك أيضا مترجمات بيسك و باسكال, لكن هذا ليس معتادا.
ميزتها الاساسية انها أقل تعقيدا من الحاسوب التقليدى, ما يعنى انها اكثر استقرارا و ليس بها مشاكل الحاسوب المعتادة مثل عدم الاستقرار و السخونة, و بالتالى تؤدى مهمتها دائما بدون أخطاء.
لو اتعمقنا أكثر فى التعريف سنعرف انه كومبيوتر ومبرمج لاداء مهمه محدده للتحكم في وظيفه محدوده، ومن هنا يظهر الينا شئ يسمى بالمتحكمات !
المتحكمات هي الدوائر الالكترونيه المدمجة التى يتم برمجتها بطرق معينه لتؤدى وظيفه محدده، فتتحكم الميكروكنترولر بكل ما يحيط بك من اجهزة الكترونيه وميكانيكيه وكيميائيه وطبيه ....
ولا تنسى انه ماهو الا كمبيوتر صغير .يمكنك من التحكم بى
Mechanical or chemical or electronic or any optical device's
قد يكون المتحكم هذا من الانواع الاتيه واليك بعض الامثلة.
(..... , Arduino , pic , arm , Raspberry Pi)
مما يتكون ال (Embedded system)؟
- المتحكم الدقيق
- وحدات معالجة الرسومات (GPUs)
- ذاكرة متقلبة وغير المتطايرة(ROM_RAM)
- وحده التوقيت و العد
- محولات من تماثله الي رقمية
- واجهات ومنافذ اتصالات الإدخال /الإخراج
- كود النظام والتطبيق
- مذود الطاقة
ولكن هناك أربعة عوامل تمييز رئيسية بين نظام مضمن ومحطة عمل أو خادم نموذجي. هم انهم:
- غاية
- تصميم
- تكلفة
- مشاركة بشرية
ما هي الأنظمة المدمجة الصغيرة والمتوسطة والكبيرة الحجم؟
عند تصنيف الأنظمة المضمنة بناءً على أداء وحدات التحكم الدقيقة ، يتم تقسيم الأنظمة المضمنة إلى ثلاث فئات:
الأنظمة المدمجة صغيرة الحجم
الأنظمة المدمجة متوسطة الحجم
أنظمة مدمجة متطورة
لأغراض الإيجاز ، نظرًا لأن تعقيدات الأجهزة والبرامج في هذا التصنيف يمكن أن تدعي ملكية الورق الأبيض ، ستحافظ على الاختلافات بين الأنظمة المضمنة صغيرة الحجم ومتوسطة الحجم والمعقدة قصيرة وحلوة:
تحتوي الأنظمة المدمجة صغيرة الحجم على متحكم 8 بت أو 16 بت.
تحتوي الأنظمة المدمجة متوسطة الحجم على متحكم دقيق 16 بت أو 32 بت.
تحتوي الأنظمة المضمنة المتطورة على وحدات تحكم دقيقة متعددة 32 بت أو 62 بت.
باختصار ، تتحسن سرعة المعالجة مع زيادة عدد وحدات وحدات التحكم الدقيقة.
ما هي الأنظمة المضمنة في الشبكة؟
تعتمد أنظمة الشبكة أو المتصلة بالشبكة على الشبكات السلكية أو اللاسلكية والتواصل مع خوادم الويب لتوليد المخرجات.
من يتم الاستشهاد بها بشكل متكرر للأنظمة المضمنة في الشبكة ما يلي:
أنظمة الأمن للمنزل والمكتب
ماكينات الصرف الآلي (ATMs)
أنظمة نقاط البيع (POS)
تتكون أنظمة الأمن في المنزل والمكتب من شبكة من أجهزة الاستشعار ، والكاميرات ، وأجهزة الإنذار ، وغيرها من الأجهزة المضمنة التي تجمع معلومات حول المباني الداخلية والخارجية وتستخدمها لتنبيه المستخدمين إلى الاضطرابات غير العادية ، والمحتملة الخطورة عن قرب. تعتمد أجهزة الصراف الآلي على اتصالات الشبكة بجهاز كمبيوتر مضيف وجهاز كمبيوتر مملوك للبنك للموافقة والسماح بعمليات السحب والاستعلام عن الرصيد والودائع وطلبات الحساب الأخرى. تتألف أنظمة نقاط البيع من شبكات من محطات عمل متعددة وخادم يتتبع معاملات العملاء وإيرادات المبيعات والمعلومات الأخرى المتعلقة بالعميل. بشكل عام ، إذا كانت الأنظمة المضمنة جزءًا من شبكات الأجهزة الأخرى أو تعتمد عليها للعمل ، يتم تصنيفها على أنها شبكة أو أنظمة مدمجة متصلة بالشبكة.
كيف تعمل الأنظمة المدمجة ؟
تشتمل الأنظمة المضمنة على أجهزة وبرامج تعمل معًا لأداء مهام محددة. أنها تعتمد على المعالجات الدقيقة ، والميكروكونترولر ، والذاكرة ، وواجهات اتصال الإدخال / الإخراج ، ومصدر الطاقة للعمل.
كما هو الحال مع جميع أجهزة الكمبيوتر تقريبًا ، يستخدم النظام المضمن لوحة دوائر مطبوعة (PCB) مبرمجة ببرنامج يخبر أجهزته بكيفية تشغيل وإدارة البيانات باستخدام واجهات اتصال الإدخال / الإخراج والذاكرة ، والتي تنتج في النهاية مخرجات ذات قيمة للمستخدم.
ومن ثم ، فإن الأنظمة المضمنة لا تختلف اختلافًا جوهريًا عن الخوادم ومحطات العمل القياسية المثبتة على حامل.
ما هي بعض تطبيقات الأنظمة المدمجة؟
تطبيقات الأنظمة المدمجة متنوعة وواسعة الانتشار. ويتضمن:
دفاع:
مركبات وأجهزة المخابرات والمراقبة والاستطلاع (ISR) ، مثل الطائرات بدون طيار أقمار المراقبة
الأسلحة وأنظمة التوجيه
لبس الجندي
أنظمة الحرب الإلكترونية
أنظمة الاتصال والملاحة
أنظمة القيادة والتحكم
الفضاء
أنظمة مراقبة الحركة الجوية
أنظمة التحكم في الطيران
أنظمة الملاحة
أنظمة إدارة الطائرات
أنظمة تجنب الاصطدام
مسجلات الرحلة
أنظمة مراقبة الطقس
أنظمة الرادار المختلفة
المستهلك ، المؤسسة ، الصناعة ، الرعاية الصحية ، السيارات ، والاتصالات
الأجهزة المنزلية
أجهزة الاتصال والترفيه
أنظمة نقاط البيع
أجهزة الصراف الآلي
أنظمة أمن المؤسسات
أنظمة مراقبة وتصنيع خط التجميع
ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي ، ماسحات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، أجهزة تنظيم ضربات القلب
أنظمة الكبح المانعة الانغلاق
أجهزة توجيه البيانات ومفاتيح الشبكة
ما هي مزايا وعيوب استخدام الأنظمة المدمجة؟
تشمل المزايا الفورية للأنظمة المدمجة ما يلي:
انخفاض استهلاك الطاقة
ضوضاء أقل ومعدل أخطأ أقل
أكثر مقاومة للغبار والحطام والجسيمات الأخرى
صيانة أقل بشكل عام
مقاس اصغر
وزن أقل
أقل تكلفة
القليل من التدخل البشري
إنجاز مهمة مخصصة
عملية متواصلة
درجة عالية من التسامح مع الخطأ
تشمل عيوب الأنظمة المضمنة ، على الأقل عند مقارنتها بمعظم الخوادم ومحطات العمل المثبتة على حامل بالحجم الكامل ، ما يلي:
- موارد معالجة محدودة
- بساطة إدارة المهام
مثال تطبيقي ل Embedded system
المنزل الزكي (Smart home)
والمزيد ..... من هنا
علاقه أنظمة ال(CAT) بال(Embedded system)؟
اولا ال Embedded system هو جزء من انظمه اختبار بمساعده الحاسب!
وذلك لأن ال Embedded system هو Application لوظيفه أو عدد وظائف محدده .
كما يمكنك متابعتنا من خلال الرابط:
💝وفي النهاية أشكركم وأتمنى لكم التوفيق💝