SYSTEMY WBUDOWANE

1. SYSTEMY WBUDOWANE Dr Aneta Polewko-Klim

2. Zastosowanie systemów wbudowanych

3. System wbudowany - definicja System wbudowany (ang.Embedded system) – jest to system komputerowy specjalnego przeznaczenia (stanowi integralną część obsługiwanego przez niego sprzętu), służy do sterowania innymi obiektami.

4. System wbudowany - cechy CECHY CHARAKTERYSTYCZNE system wbudowanego : • Sterowanie odbywa się poprzez umieszczenie wewnątrz urządzenia (obiektu) określonego systemu sterowania, wyposażonego w specjalne oprogramowanie realizujące żądane funkcje, trwale połączonego z danym obiektem. • Spełnia określone wymagania, zdefiniowane do zadań które ma wykonywać. • Jest oparty na mikroprocesorze (lub mikrokontrolerze), zaprogramowanym do wykonywania ograniczonej ilości zadań lub nawet tylko do jednego. • Zależnie od złożoności wykonywanych zadań, może zawierać oprogramowanie dedykowane wyłącznie temu urządzeniu (firmware) lub może to być system operacyjny wraz ze specjalizowanym oprogramowaniem. • Podstawową cechą wyróżniającą systemy wbudowane na tle innych systemów komputerowych, oprócz dedykowanego charakteru, jest jakość oprogramowania i stosowanych komponentów sprzętowych Rys. Wnętrze Modemu/RouteraNetgearADSL (przykład współczesnego systemu dedykowanego. Oznaczenia: mikroprocesor (4), RAM (6) oraz FLASH (7). Źródło: http://pl.wikipedia.org

5. Cel zajęć i zakres tematyczny • Przedstawienie możliwości wykorzystania systemów mikrokomputerowych do sterowania urządzeniami, obiektami i procesami. • Prezentacja sprzętowych i programowych środków do realizacji mikrokomputerowych systemów sterujących związanych integralnie z obiektem sterowania • Zapoznanie z przykładowymi rozwiązaniami

6. Harmonogram wykładów • 1. Wprowadzenie (podstawowe definicje, historia rozwoju techniki komputerowej i mikroprocesorowej) • 2. Platformy sprzętowe • 3. Systemy mikroprocesorowe • 4. Rodziny procesorów • 5. Komputerowe systemy sterowania - oprogramowanie • 6. Systemy czasu rzeczywistego (mikrokontrolery) • 7. Inteligentne systemy pomiarowe • 8. Zaliczenie przedmiotu.

7. Literatura • „Systemy mikroprocesorowe” Krzysztof Badźmirowski , Jan Pieńkos, Witold Piestrzyński, Warszawa 1981, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne;  • „Systemy i sterowanie : wstęp do automatyki i cybernetyki technicznej” Antoni Niederliński, Warszawa 1983, Państwowe Wydaw. Naukowe. • „Komputerowe systemy pomiarowe” Waldemar Nawrocki.Warszawa 2006 Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. dodatkowe • „Embedded System Design”, Marwedel P., Kluwer Academic Publishers, Boston, 2003.

8. Wprowadzenie : podstawowe definicje historia rozwoju techniki komputerowej i mikroprocesorowej

9. Pojęcia podstawowe: sterowanie STEROWANIE - przez sterowanie rozumie się celowe oddziaływanie na przebieg procesów technologicznych, biologicznych, ekonomicznych czy społecznych. Przez sterowanie automatycznebędziemy rozumieli celowe oddziaływanie na przebieg procesów za pomocą wyspecjalizowanych urządzeń technicznych zwanych regulatorami.

10. Pojęcia podstawowe: automatyzacja AUTOMATYZACJA – pod pojęciem automatyzacji rozumie się proces wprowadzania zasad i metod automatyki i sterowania do określonej dziedziny działalności człowieka. http://www.cosmogate.pl

11. Pojęcia podstawowe: regulacja REGULACJA –jest w zasadzie synonimem sterowania jednak o regulacji mówi się tylko wówczas gdy sterowanie zachodzi w układzie zamkniętym z pętlą sprzężenia zwrotnego Sprzężenie zwrotne – oddziaływanie sygnałów stanu końcowego (wyjściowego) procesu (systemu, układu), na jego sygnały referencyjne (wejściowe). Polega na otrzymywaniu przez układ informacji o własnym działaniu (o wartości wyjściowej). Hexapod Robot – JARPod Extreme Travel

12. Pojęcia podstawowe: procesor CPU PROCESOR – (ang. Processor, Central Processing Unit) urządzenie cyfrowe, sekwencyjne, potrafiące pobierać dane z pamięci, interpretować je i wykonywać jako rozkazy Procesor Intel Pentium Procesor Intel Core i7-940, widoczne 1366 pól stykowych złącza LGA1366. http://pl.wikipedia.org

13. http://itbiznes.pl http://pclab.pl

14. Pojęcia podstawowe: magistrala MAGISTRALA – (ang. Peripheral Device) (ang. bus) Połączenie elektryczne umożliwiające przesyłanie danym pomiędzy procesorem, pamięcią i urządzeniami peryferyjnymi. Magistra systemowa zbudowane jest zwykłe z kilkudziesięciu połączeń elektrycznych (ang. Parallel Bus) lub szeregowego połączenia (ang. Serial Bus). Magistrala PCI Express http://pl.wikipedia.org

15. Magistrala to zespół linii oraz układów przełączających służących do przesyłania sygnałów między połączonymi urządzeniami w systemach mikroprocesorowych, złożony z trzech współdziałających szyn: • sterująca(kontrolna) - mówi, czy sygnał ma zostać zapisany, czy odczytany • adresowa (rdzeniowa) - mówi, z jakiej komórki pamięci sygnał ma zostać odczytany lub do jakiej komórki pamięci sygnał ma zostać zapisany; • danych - tą magistralą przepływają dane. • Jest elementem, który sprawia, że system komputerowy staje się określoną całością. Szerokość magistrali (liczba równoległych ścieżek szyny danych) określa, ile bitów może ona przesłać za jednym razem (w jednym takcie). Rozróżniane są 2 typy magistrali: jednokierunkowa (dane przepływają tylko w jednym kierunku) oraz dwukierunkowa (dane przepływać mogą w obu kierunkach).

16. Płyta główna komputera http://www.youtube.com

17. Pojęcia podstawowe: pamięć komputerowa PAMIĘĆ KOMPUTEROWA- (ang. Computer Memory) Pamięć komputerowa to urządzenie elektroniczne lub mechaniczne służące do przechowywania danych i programów (systemu operacyjnego oraz aplikacji).

18. RAM (ang. Random Access Memory) - podstawowy rodzaj pamięci cyfrowej. Choć nazwa sugeruje, że oznacza to każdą pamięć o bezpośrednim dostępie do dowolnej komórki pamięci (w przeciwieństwie do pamięci o dostępie sekwencyjnym, np. rejestrów przesuwających), nazwa ta ze względów historycznych oznacza tylko te rodzaje pamięci o bezpośrednim dostępie, które mogą być też zapisywane przez procesor, a wyklucza pamięci ROM (tylko do odczytu), pomimo iż w ich przypadku również występuje swobodny dostęp do zawartości. W pamięci RAM przechowywane są aktualnie wykonywane programy i dane dla tych programów oraz wyniki ich pracy. Zawartość większości pamięci RAM jest tracona kilka sekund po zaniku napięcia zasilania, niektóre typy wymagają także odświeżania, dlatego wyniki pracy programów muszą być zapisane na innym nośniku danych.

19. Z wizytą w fabryce pamięci GOODRAM - wideorelacja PCLab.pl http://www.youtube.com

20. Pojęcia podstawowe: mikroprocesor MIROPROCESOR – (ang. Microprocessor) układ cyfrowy wykonany jako pojedynczy układ scalony o wielkim stopniu integracji (VLSI) zdolny do wykonywania operacji cyfrowych według dostarczonych mu informacji, np.: x86, Z80, 68k

21. aut. Marcin Peczarski Instytut InformatykiUniwersytet Warszawski

22. Jak To Jest Zrobione -Mikroprocesor http://www.youtube.com