النظام الرقمي هو نظام كامل يحتوي على دارات الكترونية رقمية أي تعمل عند مستويين الصفر – الواحد وكمثال على هذه الدارات ... العدادات ... المقارنات .. اذا احتوى النظام الرقمي على بنية برمجبة بالأضافة إلى البنية العتادية عندها نحصل على ما يسمى بـ الأنظمة المطمورة
اذا فالانظمة المطمورة تعريفا هي: الانظمة المطمورة هي عبارة عن انظمة رقمية كاملة يجتمع فيها الكيان الصلب مع العتاد البرمجي في بيئة واحدة ليحققوا التكامل المطلوب حيث يقود فيها العتاد البرمجي العتاد الصلب من اجل تنفيذ المهمات المطلوبة منه
فهرس |
أين توجد الأنظمة المطمورة؟
- في المعامل و المصانع :: دارات التحكم بالروبوتات :: المصانع النووية
- في الشوارع و الطرقات :: كدارات المراقبة :: دارات تنظيم المرور
- في البيوت :: كما في الغسالات – المايكروويف – اجهزة الديجيتال
- معك انت الآن :: اجهزة الموبايل :: أو الـ PDA :: وغيرها
اذا الأنظمة المطمورة توجد في كل مكان ... لا تستغرب فهي تحيا معك
كيف يتم تصنيع النظام المطمور :: مراحل التصنيع ::
- تحديد مواصفات النظام Specifications
- تشكيل النماذج و الوحدات Modeling
- التصميم المبدئي وتقسيم الوظائف Design Space Exploration And Partitioning
- مرحلة التجميع و تحسين الأداء synthesis and optimization
- مرحلة التحقق و الإثبات Validations
- مرحلة التنفيذ : Implementations
تحديد مواصفات النظام Specifications
و تتضمن تحديد الوظائف و المهام المطلوبة من النظام مع وصف واضح ودقيق لكل وظيفة بشكل بعيد عن الغموض
تشكيل النماذج و الوحدات Modeling
هي عملية التصور و التخيّل للنظام مع اعادة ترتيب للمرحلة الأولى و فيها يتم انشاء نموذج الكيان الصلب و نموذج الكيان البرمجي
التصميم المبدئي وتقسيم الوظائف Design Space Exploration And Partitioning
ولها اسلوبين
- Homogeneous : و فيها يتم تقسيم الوظائف من قبل مصمم النظام
- Heterogeneous : وفيها يتم تقسيم الوظائف في الرحلة السابقة عند تشكيل النماذج
مرحلة التجميع و تحسين الأداء synthesis and optimization
وفيها يتم تجميع الوظائف مع بعضها البعض ليتم اختبارها في المرحلة اللاحقة كما يتم فيها عملية تحسين للتصميم بشكل عام
مرحلة التحقق و الإثبات Validations
و فيها يتم اختبار التصميم عن طريق احدى بيئات المحاكاة و ذلك للتأكد من سلامة التصميم و التأكد من أنّ النظام يقوم بالوظائف المطلوبة منه كاملة .
مرحلة التنفيذ : Implementations
وهي المرحلة الأخيرة من مراحل تصنيع الأنظمة المطمورة و فيها يتم بناء النظام بشكله الأخير ثم يختبر بشكل عملي قبل طرحه في الأسواق
السؤال التالي ماذا يمكن ان تحتوي الأنظمة المطمورة ؟
ماذا تحتوي الانظمة المطمورة ؟
- وحدات المعالجة المركزية
- وحدات تخزين للمعلومات
- وحدات توقيت وعدّ
- وحدات التحويل من الإشارات التشابهية إلى الإشارات الرقمية
- وحدات اظهار للنتائج
- وحدات إرسال واستقبال معلومات
وحدات المعالجة المركزية
و تقسم وحدات المعالجة المركزية إلى ثلاثة اقسام أولاً : معالجات وحيدة الهدف : وهي عبارة عن دارة رقمية مصممة لتنفيذ برنامج واحد محدد خصائصها :
- تحتوي فقط على العناصر التي نحتاجها لتنفيذ البرنامج
- لا يوجد فيها ذاكرة
فوائدها :
- السرعة في الأداء
- الطاقة المنخفضة
- الحجم الصغير
ثانياً : معالجات التطبيقات الخاصة :
وهي عبارة عن معالجات قابلة للبرمجة تم تصميمها وتصنيعها من اجل تنفيذ مجموعة محددة من التطبيقات في حالاتها العامة فهي مزيج بين نوعين من المعالجات النوع الأول الذي رأيناه و النوع الثالث الذي سنراه خصائصها :
- تمتلك ذاكرة برامج
- خط معطيات محسن : Optimized Databath
- وحدات وظائفية محددة
فوائدها :
- مرنة نوعا ما
- أداء جيد
- الحجم الصغير و طاقة منخفضة
ثالثا : معالجات الأهداف العامة :
وهي عبارة عن معالجات قابلة للبرمجة تستخدم وتصنيعها من اجل تنفيذ تطبيقات مختلفة وتعرف بالمعالجات الصغرية خصائصها :
- تمتلك ذاكرة برامج
- خط معطيات عام بالإضافة إلى وجود عدد كبير من المسجلات العامة و وجود وحدة حساب ومنطق عامة ايضاً
فوائدها :
- انتاجها سريع و تكلفة انتاجها منخفضة
- مرنة بشكل كبير
و كمثال عليها معالجات البنتيوم من شركة انتل
وحدات التوقيت و العدّ :
وتشمل كافة انواع العدادات و المؤقتان ويتم استخدامها في الأنظمة المطمورة من اجل تحقيق التزامن في عمل معين
وحدات التحويل من الإشارات التشابهية إلى الإشارات الرقمية و الرقمية إلى تشابهية:
وهي من أهم الوحدات التي تتواجد في الأنظمة المطمورة فيها تقوم بتحويل الاشارات التشابهية إلى رقمية و بالعكس وذلك حسب متطلبات الدارات الموضوعة في النظام الرقمي
وحدات الخرج و الدخل :
وحدات الخرج لإظهار النتائج و الرسائل و كذلك للإعلام بحالات النظام و من أهم هذه الدارات شاشات الإظهار الكريستالية ... لوحات السبع قطع ... الليدات وحدات الدخل تستعمل لادخال المعطيات مثل لوحات المفاتيح و الحساسات و غيرها
وحدات إرسال واستقبال المعلومات :
ازدات أهمية هذه العناصر خاصة في الآونة الأخيرة حيث اصبح العالم بأكمله يتجه نحو التقنيات اللاسلكية و من أهم هذه الدارات مرسلات ومستقبلات البلوتوث و مرسلات ومستقبلات الإشارات الراديوية هذه كانت نظرة عامة عن العناصر التي قد تتواجد في النظام المطمور
هذا ما توفر لدي عن الانظمة المطمورة ... ونرحب بمشاركاتكم ...
المراجع
Power analysis of embedded operating systems - Design Automation
الوصلات الداخلية والخارجية
يمكنك الاستفادة من الموضوع التالي الاوتومات
لمزيد من المعلومات راجع الأنظمة المطمورة