Встраиваемая система
Встра́иваемая систе́ма (встро́енная систе́ма, англ. embedded system) — специализированная микропроцессорная система управления, контроля и мониторинга, разрабатываемая для выполнения определённых задач без прямого или постоянного взаимодействия с человеком. Встраиваемые системы широко примененяются в различных областях техники, из-за чего имеют разнообразные формы и размеры, а также различную программно-аппаратную основу[1][2].
Особенности
[править | править код].jpg)
В связи с тем, что система управления будет размещаться внутри более сложного устройства, при её разработке ключевую роль играют следующие ограничения ресурсов[3]:
- минимальное собственное энергопотребление (возможно, автономное питание)[2];
- ограничения объема памяти[2];
- ограничение производительности процессора[2];
- поддержка работы в режиме реального времени[2];
- отказоустойчивость[2];
- минимальные собственные габариты и вес;
- собственная защита (корпус) минимальна и обеспечивается прочностью и жёсткостью конструкции и применёнными элементами;
- функции отвода тепла (охлаждения) обеспечивают минимум требований тепловых режимов. Если плотность теплового потока (тепловой поток, проходящий через единицу поверхности) не превышает 0,5 мВт/см², перегрев поверхности устройства относительно окружающей среды не превысит 0,5 °C, такая аппаратура считается нетеплонагруженной и не требует специальных схем охлаждения.
- микропроцессор и системная логика, а также ключевые микросхемы по возможности совмещены на одном кристалле[4];
- специальные военно-космические требования по радиационной и электромагнитной стойкости, работоспособность в вакууме, гарантированное время наработки, срок доступности решения на рынке и т. д.
Основой построения простых встроенных систем часто служат одноплатные (однокристальные) ЭВМ (см.: микроконтроллер), специализированные или универсальные микропроцессоры[2][5], ПЛИС.
Широко распространено непосредственное использование или обеспечение значительной степени совместимости с морально устаревшими за долгое время выпуска (десятки лет) устройствами и интерфейсами (например, процессорами семейств Intel 8086, i386, i486, Pentium и их аналогами; шиной ISA и т. п.) из-за низкой стоимости разработки конкретного решения[источник не указан 32 дня].
Область применения
[править | править код]Областью применения встроенных систем являются:
- средства автоматического регулирования и управления технологическими процессами, например авионика, контроль доступа;
- станки с ЧПУ;
- банкоматы, платёжные терминалы;
- телекоммуникационное оборудование.
Безопасность встроенных систем
[править | править код]Некоторые встроенные системы находят массовое применение, например, устройства RFID. Встроенные системы являются привлекательной целью для создателей вредоносного кода из-за своей распространённости и относительной беззащитности. Постепенно злоумышленники пытаются создать вредоносный код для встроенных систем (например, RFID-вирус, Cabir). Этот процесс пока затрудняется разнородностью встроенных устройств, отсутствием доминирующего ПО и ограниченной функциональностью некоторых видов устройств. С другой стороны, задача антивирусных компаний и исследователей компьютерной безопасности осложнена теми же обстоятельствами, а также маломощностью встроенных систем, зачастую не позволяющей пользоваться распространённым антивирусным ПО.
ЦПУ для встраиваемых систем
[править | править код]Центральным процессорным устройством для встраиваемой системы могут служить очень многие из современных микропроцессоров и микроконтроллеров. Конкретный вид определяется при проектировании, исходя из целей и задач, выполняемых встраиваемой системой.
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ Лакамера, 2023, с. 20.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Уайт, 2025, с. 21—22.
- ↑ Berger, 2002, с. XVIII—XXVI.
- ↑ Лакамера, 2023, с. 23.
- ↑ Лакамера, 2023, с. 21—23.
Литература
[править | править код]- Arnold S. Berger. Embedded Systems Design: An Introduction to Processes, Tools, and Techniques. — CMP Books, 2002. — 237 с. — ISBN 978-1-57820-073-3.
- Лакамера Д. Архитектура встраиваемых систем / пер. с англ. В. С. Яценкова; под науч. ред. А. Ю. Романова. — М.: ДМК Пресс, 2023. — 332 с. — ISBN 978-5-93700-206-8.
- Уайт Э. Создание встраиваемых систем. — 2-е изд. — Астана: Алист, 2025. — 432 с. — ISBN 978-601-08-4981-5.