(Tiểu luận) báo cáo bài tập lớn chủ đề tìm hiểu về hệ điều hành nhúng

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA CƠNG NGHỆ THÔNG TIN  BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN CHỦ ĐỀ: TÌM HIỂU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH NHÚNG Đề tài số: 04 Giảng viên: Đỗ Tiến Dũng Thành viên: Nguyễn Bá Phong Nguyễn Minh Chí Nguyễn Văn Hùng Trần Trung Kiên Nguyễn Thị Tới Nguyễn Thị Phấn Vũ Tiến Quang Hà nội 2023 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU I Tìm hiểu hệ thống nhúng Khái niệm hệ thống nhúng .4 Lịch sử hình thành Các thành phần hệ thống nhúng .5 Đặc điểm hệ thống nhúng 5 Các loại hệ điều hành nhúng Các thành phần chức hệ thống nhúng So sánh khác Embedded OS với nguyên lý hệ điều hành máy tính cá nhân PC (Linux) 10 1.1 Về nguyên tắc thiết kế 10 1.2 Về Mô-đun kernel 10 1.3 Về quản lý tiến trình 10 1.4 Về lập lịch (Scheduling) 11 1.5 Về quản lý nhớ (Memory Management) 11 1.6 Về hệ thống tệp (File Systems) 12 1.7 Về đầu vào đầu (Input and Output) .12 1.8 Về giao tiếp tiến trình (Interprocess Communication) 12 1.9 Về cấu trúc mạng (Network Structure) 12 1.10 Về bảo mật 13 1.11 Về phát triển ứng dụng 13 III So sánh giống Embedded OS với nguyên lý hệ điều hành máy tính cá nhân PC (Linux) 13 IV Ví dụ hệ thống nhúng 14 1.1 Hệ thống nhúng máy rửa chén tự động 14 1.2 Hệ thống nhúng ATM 15 II LỜI NÓI ĐẦU Hệ điều hành nhúng lĩnh vực quan trọng hấp dẫn ngành công nghệ thông tin, đặc biệt ngữ cảnh thiết bị điện tử thông minh nhúng sống hàng ngày Hệ điều hành nhúng đóng vai trị quan trọng việc quản lý điều khiển thiết bị nhúng, từ điện thoại di động thiết bị y tế, xe ô tô tự hành, nhiều ứng dụng khác Trong bối cảnh mơi trường kỹ thuật hóa ngày gia tăng, phát triển nâng cao hệ điều hành nhúng mang lại tiện lợi hiệu cho sống Hệ điều hành nhúng giúp điều khiển tương tác với thiết bị giới xung quanh cách đơn giản hiệu Trong báo cáo này, thảo luận về hệ điều hành nhúng, vai trị quan trọng ngành công nghiệp, thách thức hội mà mang lại Chúng ta khám phá cách mà hệ điều hành nhúng thúc đẩy phát triển thiết bị điện tử thông minh ứng dụng tương lai Bài báo cáo giúp bạn hiểu rõ hệ điều hành nhúng vai trị quan trọng giới kỹ thuật đại Chúng hy vọng bạn có nhìn sâu hệ điều hành nhúng sau đọc xong báo cáo thấy hứng thú việc nghiên cứu phát triển lĩnh vực I Tìm hiểu hệ thống nhúng Khái niệm Hệ thống nhúng (Embedded Operating System) loại hệ thống thiết kế để chạy thiết bị nhúng, tức thiết bị điện tử máy tính thơng thường Một hệ thống nhúng xem hệ thống phần cứng máy tính có phần mềm nhúng phục vụ cho tác vụ cụ thể Một hệ thống nhúng hệ thống độc lập (ví dụ đồng hồ, máy giặt…) phần hệ thống lớn (ví dụ hệ thống chống bó cứng phanh tơ, định tuyến hệ thống viễn thơng…) Lịch sử hình thành - Vào năm 1960 MIT – Viện Công nghệ Massachusetts – hệ thống nhúng Charles Stark Draper sử dụng lần để phát triển Hệ thống dẫn đường Apollo; hệ thống thường sử dụng cải tiến nhiều nhiệm vụ không gian NASA - Năm 1968, có hệ thống nhúng cho ô tô - Năm 1971 Intel cho đời vi xử lý thương mại đầu tiên, Intel 4004; để thiết kế máy tính (calculator) thiết bị điện tử nhỏ -Cũng vào năm 1971, phát triển vi điều khiển đầu tiên, chứa xử lý bit, nhớ đọc (ROM) nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) - Năm 1987, hệ điều hành nhúng đầu tiên, VxWorks thời gian thực đời - Đến cuối năm 1990, sản phẩm nhúng Linux bắt đầu xuất Ngày nay, Linux sử dụng hầu hết thiết bị nhúng Các thành phần hệ thống nhúng Một hệ thống nhúng có ba thành phần:  Phần cứng;  Phần mềm ứng dụng;  Hệ điều hành thời gian thực (RTOS) giám sát phần mềm ứng dụng cung cấp chế cho phép xử lý chạy quy trình theo lịch trình cách tuân theo kế hoạch kiểm soát độ trễ RTOS định nghĩa cách thức hoạt động hệ thống Nó đặt quy tắc trình thực thi chương trình ứng dụng Đặc điểm hệ thống nhúng Hệ điều hành nhúng có nhiều đặc điểm khác nhau, số đặc điểm phổ biến nhất: Hoạt động Thời gian Thực (Real-time Operations): Hệ điều hành nhúng thiết kế để thực nhiệm vụ cụ thể ràng buộc thời gian xác định Nó đảm bảo nhiệm vụ hồn thành mà khơng có thực sớm trễ Có hai loại quy trình thời gian thực: loại cho phép khoảng thời gian định loại khác cứng, khơng có hội trễ Ví dụ điều khiển hành trình xe liên tục theo dõi phản ứng với cảm biến tốc độ phanh; phải tính tốn gia tốc giảm tốc liên tục thời gian giới hạn; tính tốn chậm trễ dẫn đến việc khơng kiểm soát xe Sử Dụng Ngắt (Use of Interrupts): Trong tình cần ý đến kiện quy trình, tín hiệu phát từ phần mềm phần cứng gọi ngắt Hệ điều hành nhúng tích hợp xử lý ngắt, mang lại quyền kiểm soát lớn thiết bị ngoại vi Điều cho phép tạm dừng quy trình diễn bảng xếp hạng nhận ngắt chuyển tài nguyên CPU cho quy trình ưu tiên cao Tính Linh Hoạt Thiết Bị Đầu Vào/Đầu Ra (Input/Output Device Flexibility): Hệ điều hành nhúng đóng vai trị người trung gian phần mềm phần cứng, lên lịch quy trình dựa độ ưu tiên để tạo điều kiện cho trình đầu vào/đầu trơn tru Ví dụ, máy ATM, người dùng nhập thông tin hệ thống cung cấp đầu tương ứng Hoạt Động Phản Ứng (Reactive Operation): Người dùng nhập thơng tin vào thiết bị nhận đầu Tính cho phép người dùng cung cấp đầu vào cần hệ điều hành nhúng hoạt động theo yêu cầu Một ví dụ đồng hồ báo thức, đặt người dùng vào thời điểm cụ thể, reo theo yêu cầu Bảo Vệ Tối Giản (Streamlined Protection): Hệ điều hành nhúng cung cấp bảo vệ cho thiết bị theo nhiều cách, bao gồm bảo mật liệu Nó nhằm loại bỏ giảm bớt quy trình chức khơng cần thiết để làm tăng cường bảo mật tổng thể hệ thống Configurability Bởi đa dạng phong phú hệ thống nhúng, có đa dạng yêu cầu, số lượng chât lượng cho tính hệ điều hành nhúng Vì vậy, hệ điều hành nhúng mà có dự định sử dụng đa dạng hệ thống nhúng phải tự cấu hình linh hoạt để cung cấp tính cần thiết cho ứng dụng phần cứng phù hợp cụ thể Ví dụ, tắt tính không cần thiết mạng, giao diện đồ họa, giao thức không sử dụng Document continues below Discover more from: Hệ điều hành Windows & Linux INT1487 Học viện Công nghệ… 5 documents Go to course Hệ điều hành Windows 144 21 Linux Unix 2022 new Hệ điều hành Windows & Linux None TH phân quyền window server Hệ điều hành Windows & Linux None Fix vài lỗi nhỏ ghost Ubuntu HP Hệ điều hành Windows & Linux None Lê Anh Tuấn B21DAT205 32 Hệ điều hành Windows & Linux None Official Boyfriend Application Form giải tích 100% (1) [GR] Answers to 24 Questions within the… Autómatas Các loại hệ điều hành nhúng 94% (50) Có nhiều loại hệ điều hành nhúng, loại hệ điều hành phụ Programables thuộc vào thiết bị mà sử dụng Dưới số loại hệ điều hành nhúng: Hệ Điều Hành Thời Gian Thực (Real-Time Operating System - RTOS): Một hệ điều hành thời gian thực, hay gọi RTOS, hệ điều hành định có tài nguyên chức hạn chế, giúp cung cấp tiến trình đa luồng hiệu suất tốt Nó sử dụng ứng dụng quy trình yêu cầu thời gian cụ thể, hệ thống radar ứng dụng quốc phịng, hệ thống cung cấp thơng tin chứng khoán gần thời gian thực, hệ thống kiểm sốt giao thơng hàng khơng Hệ Điều Hành Đa Nhiệm (Multitasking Operating System): Hệ điều hành đa nhiệm có khả thực nhiều nhiệm vụ đồng thời, thường sử dụng thiết bị có nhu cầu sử dụng nhiều điện thoại di động với hệ điều hành Android iOS Hệ Điều Hành Ngắn Chặn (Preemptive Operating System): Hệ điều hành ngắn chặn tạm dừng quy trình có ưu tiên thấp chuyển giao cho quy trình có ưu tiên cao, giúp tăng cường hiệu suất Thường sử dụng thiết bị máy tính nơi cần thực nhiệm vụ cụ thể có ưu tiên cao Hệ Điều Hành Monotonic Tần Số (Rate Monotonic Operating System) Hệ điều hành Monotonic Tần Số thiết kế để thực phương pháp lên lịch cơng việc đặc biệt Nó tập trung vào thời gian thực quy trình đảm bảo quy trình thực cơng việc khoảng thời gian cụ thể Thường sử dụng thiết bị thực nhiều nhiệm vụ lúc Hệ Điều Hành Vịng Lặp Kiểm Sốt Đơn (Single System Control Loop Operating System): Hệ điều hành Vòng Lặp Kiểm Soát Đơn loại đơn giản Nó thực nhiệm vụ cụ thể thường sử dụng thiết bị thiết bị kiểm soát nhiệt độ cảm biến chuyển động Các thành phần chức hệ thống nhúng Hệ điều hành nhúng (Embedded Operating System) có nhiều chức quan trọng để quản lý tài nguyên hệ thống hỗ trợ ứng dụng nhúng Dưới số chức hệ điều hành nhúng: Quản lý Tài Nguyên: Hệ điều hành nhúng quản lý phân phối tài nguyên hệ thống, bao gồm nhớ, xử lý, thiết bị ngoại vi Điều đảm bảo ứng dụng sử dụng tài nguyên cách hiệu mà không xung đột với ứng dụng khác Lập Lịch Trình (Scheduler): Hệ điều hành nhúng quản lý việc chuyển đổi ứng dụng nhiệm vụ (tasks) theo lịch trình Lập lịch trình dựa thuật toán Round Robin, Priority Scheduling, Rate Monotonic Scheduling tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng Quản Lý Bộ Nhớ: Hệ điều hành nhúng quản lý việc sử dụng nhớ, bao gồm nhớ RAM nhớ lưu trữ flash Nó đảm bảo phần mềm tải thực thi cách đắn Hỗ Trợ Giao Tiếp Giao Thức: Hệ điều hành nhúng hỗ trợ giao tiếp với thiết bị ngoại vi thông qua giao thức UART, SPI, I2C Nó cung cấp khả kết nối truyền thông thành phần khác hệ thống Quản Lý Ngắt (Interrupt Handling): Hệ điều hành nhúng xử lý ngắt từ phần cứng, đảm bảo kiện quan trọng xử lý ưu tiên theo thứ tự cần thiết Hỗ Trợ Đa Nhiệm: Một số hệ điều hành nhúng hỗ trợ đa nhiệm, cho phép nhiều nhiệm vụ chạy đồng thời Điều làm tăng hiệu suất hệ thống đáp ứng yêu cầu ứng dụng đòi hỏi đồng thời Bảo Mật Quản Lý Quyền: Các hệ điều hành nhúng cung cấp tính bảo mật để bảo vệ liệu ngăn chặn truy cập trái phép Nó quản lý quyền truy cập vào tài nguyên hệ thống Tích Hợp Giao Diện Shell: Một số hệ điều hành nhúng cung cấp giao diện shell để tương tác với hệ thống thực tác vụ Điều giúp trình phát triển kiểm thử Những chức giúp hệ điều hành nhúng thực nhiệm vụ quản lý hỗ trợ cho ứng dụng nhúng cách hiệu ổn định Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể ứng dụng, hệ điều hành nhúng có tíng chức khác II So sánh khác Embedded OS với nguyên lý hệ điều hành máy tính cá nhân PC (Linux) 1.1 Về nguyên tắc thiết kế Hệ điều hành nhúng: Hệ điều hành nhúng thiết kế để hoạt động thiết bị nhúng có tài nguyên hạn chế Nguyên tắc thiết kế hệ điều hành nhúng tối ưu hóa kích thước hiệu suất, đảm bảo tương thích với phần cứng tiết kiệm lượng Nó thường tập trung vào cung cấp chức đáp ứng yêu cầu cụ thể thiết bị nhúng Hệ điều hành nhúng thường thiết kế để chạy thiết bị nhúng điện thoại di động, thiết bị IoT, thiết bị y tế hệ thống điều khiển công nghiệp Hệ điều hành Linux: Linux thiết kế với nguyên tắc hệ điều hành đa nhiệm, đa người dùng đa mục tiêu Nó cung cấp môi trường linh hoạt cho nhiều loại hệ thống, từ máy tính cá nhân đến máy chủ thiết bị nhúng, hệ thống có nhu cầu xử lý cao Linux tập trung vào tính bảo mật, tính ổn định khả tương thích với nhiều phần cứng phần mềm.Về lưu trữ 1.2 Về mô đun kernel (Kernel Modules) Hệ điều hành nhúng: Hệ điều hành nhúng thường có kernel nhỏ gọn tùy chỉnh Chúng hỗ trợ số mơ-đun kernel để hỗ trợ tính cụ thể Mơ-đun kernel sử dụng để tương tác với phần cứng cung cấp chức bổ sung cho hệ điều hành nhúng Hệ điều hành Linux: Linux có kernel mạnh mẽ hỗ trợ số lượng lớn mô-đun kernel Mô-đun kernel Linux cho phép người dùng thêm loại bỏ tính cụ thể mà họ cần Điều giúp tùy chỉnh mở rộng hệ điều hành Linux cho mục đích cụ thể 1.3 Về quản lý tiến trình 10 Hệ điều hành nhúng: Hệ điều hành nhúng thường có quản lý tiến trình đơn giản hiệu Chúng quản lý tiến trình nhúng cung cấp chức tạo, xóa cấp phát tài nguyên cho tiến trình Tuy nhiên, hệ điều hành nhúng thường khơng hỗ trợ tính phức tạp quản lý độ ưu tiên tiến trình quản lý đa nhiệm đa luồng Hệ điều hành Linux: Linux có quản lý tiến trình linh hoạt mạnh mẽ Nó hỗ trợ quản lý đa nhiệm đa luồng, quản lý độ ưu tiên tiến trình cung cấp tính phức tạp quản lý tác vụ tiến trình 1.4 Về lập lịch Hệ điều hành nhúng: Hệ điều hành nhúng thường có lập lịch đơn giản nhẹ nhàng Do thiết bị nhúng thường có tài nguyên hạn chế, lập lịch hệ điều hành nhúng thường tập trung vào việc cung cấp lập lịch đơn giản hiệu để đảm bảo ổn định hiệu suất cao Hệ điều hành Linux: Linux cung cấp hệ thống lập lịch phức tạp linh hoạt Nó hỗ trợ nhiều thuật tốn lập lịch lập lịch theo độ ưu tiên, lập lịch đa cấp, lập lịch thời gian thực lập lịch ngắt Hệ điều hành Linux điều chỉnh lập lịch dựa yêu cầu cụ thể ứng dụng hệ thống 1.5 Về quản lý nhớ Hệ điều hành nhúng:   Bộ nhớ vật lý: Hệ điều hành nhúng thường hoạt động thiết bị có tài nguyên hạn chế, bao gồm nhớ vật lý Do đó, quản lý nhớ vật lý hệ điều hành nhúng thường phải tối ưu hóa để sử dụng hiệu tài nguyên có sẵn Hệ điều hành nhúng thường sử dụng chế quản lý nhớ nhúng (embedded memory management) để xử lý nhớ vật lý đảm bảo tính tin cậy hiệu suất Bộ nhớ ảo: Trong hệ điều hành nhúng, hỗ trợ cho nhớ ảo hạn chế khơng có Điều có nghĩa ứng dụng hệ điều hành nhúng thường phải làm việc trực tiếp với nhớ vật lý khơng có lợi ích nhớ ảo hệ điều hành máy tính thơng thường Hệ điều hành Linux:   Bộ nhớ vật lý: Hệ điều hành Linux quản lý nhớ vật lý máy tính thơng thường Nó sử dụng chế quản lý nhớ bảng trang (page tables) để ánh xạ địa ảo sang địa vật lý Hệ điều hành Linux cung cấp chức phân trang (paging) để quản lý nhớ vật lý cho phép tiến trình sử dụng khơng gian địa ảo lớn thực tế nhớ vật lý Bộ nhớ ảo: Linux hỗ trợ nhớ ảo, cho phép tiến trình sử dụng khơng gian địa ảo lớn thực tế nhớ vật lý Khi nhớ vật lý cạn kiệt, hệ điều hành Linux sử dụng nhớ ảo để lưu trữ liệu 11 không cần thiết không sử dụng tạm thời Điều giúp tăng khả sử dụng hiệu nhớ vật lý cho phép chạy nhiều tiến trình lúc 1.6 Về hệ thống tệp Hệ điều hành nhúng: Hệ điều hành nhúng thường sử dụng hệ thống tệp nhỏ gọn đơn giản Các hệ thống tệp nhúng thường tập trung vào hiệu suất độ tin cậy, thường hỗ trợ tính đọc/ghi tệp quản lý thư mục Hệ điều hành Linux: Linux hỗ trợ nhiều hệ thống tệp phổ biến mạnh mẽ Ext4, XFS Btrfs Linux cung cấp tính kiểm tra sửa chữa hệ thống tệp, mã hóa tệp tin, phân tán tệp tin hỗ trợ hệ thống tệp mạng NFS (Network File System) CIFS (Common Internet File System) 1.7 Về đầu đầu vào Hệ điều hành nhúng: Hệ điều hành nhúng thường hỗ trợ giao diện đầu vào đầu UART, GPIO I2C Chúng cung cấp giao diện đơn giản để đọc ghi liệu từ đến thiết bị nhúng Hệ điều hành Linux: Linux hỗ trợ nhiều giao diện đầu vào đầu phong phú USB, Ethernet, Wi-Fi, âm video Nó cung cấp hệ thống tập tin ảo (/dev) để truy cập vào thiết bị đầu vào đầu Linux cung cấp giao diện lập trình POSIX Socket để tương tác với thiết bị mạng 1.8 Về giao tiếp tiến trình Hệ điều hành nhúng: Hệ điều hành nhúng thường hỗ trợ phương pháp đơn giản nhẹ nhàng để giao tiếp tiến trình nhúng Các phương pháp thơng thường bao gồm kết nối socket, hàng đợi tin nhắn semaphores Tuy nhiên, hệ điều hành nhúng thường không hỗ trợ giao thức giao tiếp phức tạp RPC (Remote Procedure Call) CORBA (Common Object Request Broker Architecture) Hệ điều hành Linux: Linux cung cấp nhiều phương pháp giao tiếp tiến trình, bao gồm pipes, signals, shared memory sockets Nó hỗ trợ giao tiếp đồng bất đồng tiến trình hệ thống mạng Linux hỗ trợ giao thức giao tiếp phức tạp D-Bus MPI (Message Passing Interface) 1.9 Về cấu trúc mạng Hệ điều hành nhúng: Hệ điều hành nhúng thường có hỗ trợ mạng thường tập trung vào việc cung cấp giao thức chức TCP/IP UDP Chúng hỗ trợ giao diện mạng Ethernet, Wi-Fi 3G/4G để kết nối với mạng ngoại vi Hệ điều hành Linux: Linux có số lượng lớn giao thức mạng hỗ trợ mạng phong phú Nó cung cấp giao thức chức mạng TCP/IP, 12 UDP, HTTP, FTP SNMP Linux hỗ trợ giao diện mạng phổ biến cung cấp công cụ mạng iptables để quản lý tường lửa routing 1.10.Về bảo mật Hệ điều hành nhúng: Bảo mật hệ điều hành nhúng thường đơn giản tập trung vào việc bảo vệ phần cứng liệu thiết bị nhúng Các biện pháp bảo mật thường bao gồm sách quyền truy cập, kiểm tra danh tính mã hóa liệu Tuy nhiên, hệ điều hành nhúng thường tính bảo mật phức tạp hệ điều hành máy tính để bàn máy chủ Hệ điều hành Linux: Linux có hệ thống bảo mật mạnh mẽ linh hoạt Nó cung cấp chế bảo mật quản lý người dùng nhóm, quyền truy cập tệp tin hệ thống, chế SELinux (Security-Enhanced Linux) AppArmor để kiểm soát quyền truy cập đảm bảo tính riêng tư an tồn hệ thống Ngoài ra, Linux nhận hỗ trợ liên tục từ cộng đồng bảo mật để xử lý lỗ hổng vấn đề bảo mật 1.11.Về phát triển ứng dụng Hệ điều hành nhúng: Đối với việc phát triển ứng dụng hệ điều hành nhúng, ngơn ngữ lập trình phổ biến C C++ thường sử dụng Các công cụ phát triển tích hợp IDE (Integrated Development Environment) trình biên dịch hỗ trợ cho việc phát triển ứng dụng nhúng Hệ điều hành Linux: Linux cung cấp môi trường phát triển mạnh mẽ cho việc phát triển ứng dụng Các ngơn ngữ lập trình C, C++, Python Java có sẵn Linux Ngồi ra, Linux hỗ trợ công cụ phát triển phổ biến GCC (GNU Compiler Collection) GDB (GNU Debugger) để biên dịch gỡ lỗi ứng dụng III So sánh giống nhau Embedded OS với nguyên lý hệ điều hành máy tính cá nhân PC (Linux) Nguyên tắc khái niệm bản: Cả hệ điều hành nhúng hệ điều hành Linux dựa nguyên tắc khái niệm hệ điều hành Cả hai quản lý tài nguyên hệ thống, cung cấp giao diện cho ứng dụng người dùng, điều phối hoạt động hệ thống Giao diện dòng lệnh: Cả hệ điều hành nhúng hệ điều hành Linux cung cấp giao diện dòng lệnh cho việc tương tác với hệ thống Người dùng nhà phát triển sử dụng lệnh tương tác với hệ thống thơng qua mơi trường dịng lệnh Hỗ trợ đa tảng: Cả hai hệ điều hành có khả hoạt động nhiều tảng phần cứng khác Họ chạy thiết bị nhúng, máy tính xách tay, máy tính để bàn máy chủ Hỗ trợ mở mã nguồn mở: Cả hệ điều hành nhúng Linux có ủng hộ tham gia cộng đồng mã nguồn mở Điều đồng nghĩa với việc có phát triển liên tục, sửa lỗi cải tiến từ cộng đồng người dùng nhà phát triển 13 Có thể tùy chỉnh mở rộng: Cả hai hệ điều hành cho phép người dùng tùy chỉnh mở rộng tính hệ thống Người dùng nhà phát triển tùy chỉnh cấu hình, cài đặt phần mềm bổ sung phát triển ứng dụng theo nhu cầu cụ thể IV Ví dụ hệ thống nhúng 1.1 Hệ thông nhúng máy rửa chén tự động Hệ thống nhúng máy rửa chén tự động phần quan trọng để giúp máy hoạt động cách tự động hiệu Phân tích hệ thống nhúng máy rửa chén tự động bao gồm thành phần sau: Điều khiển vi xử lý: Hệ thống nhúng bao gồm vi xử lý điều khiển để điều khiển chức trình máy rửa chén Vi xử lý lập trình để thực chức điều chỉnh nhiệt độ, chế độ rửa, thời gian rửa chức khác làm sấy bát đũa, hẹn Giao diện người dùng: Máy rửa chén tự động thường có giao diện người dùng để người dùng thao tác tương tác với máy Hệ thống nhúng có nhiệm vụ xử lý thơng điệp từ giao diện người dùng điều khiển chức tương ứng máy Ví dụ chế độ rửa nhanh kích hoạt để rửa chén thời gian ngắn nhằm tiết kiệm thời gian Cảm biến điều khiển: Hệ thống nhúng cần tích hợp cảm biến cảm biến tiệm cận, cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ cảm biến mực nước để phát điều khiển yếu tố quan trọng trình rửa chén Bộ điều khiển có nhiệm vụ thu thập thông tin từ cảm biến điều chỉnh thiết bị bơm nước, van motor để đảm bảo q trình rửa chén diễn cách xác hiệu Mạch điện: Hệ thống nhúng cần có mạch điện để cung cấp nguồn điện cho toàn hệ thống thiết bị điện tử bên máy rửa chén Mạch điện cần có thành phần bảo vệ pha tự động để ngăn chặn tình trạng tải ngắn mạch Kết nối mạng: Một số máy rửa chén tự động đại có khả kết nối mạng phép người dùng điều khiển máy từ xa quản lý liệu hoạt 14 động máy Hệ thống nhúng phải tích hợp giao thức kết nối mạng Wi-Fi Ethernet để thực chức Phần mềm: Hệ thống nhúng máy rửa chén tự động cần có phần mềm chạy vi xử lý để thực chức quản lý trình rửa chén Các phần mềm thường viết ngơn ngữ lập trình nhúng C/C+ + có nhiệm vụ đảm bảo hoạt động ổn định hiệu máy 1.2 Hệ thống nhúng ATM Cây ATM thường có hệ thống nhúng hoạt động bên để điều khiển quản lý chức máy Hệ thống nhúng ATM trung tâm thiết bị, cho phép người dùng thực giao dịch ngân hàng rút tiền, kiểm tra tài khoản chuyển tiền Hệ thống nhúng chịu trách nhiệm xử lý liệu, quản lý tài khoản người dùng, giao tiền mặt, giao tiếp với máy chấp thuận giao dịch ngân hàng Điều khiển chức bản: Hệ thống nhúng ATM điều khiển chức thiết bị, bao gồm việc giao tiền mặt, nhận tiền, in biên lai, hiển thị thông tin hình, quản lý giao dịch Xử lý liệu người dùng: Khi người dùng đưa thẻ nhập mã PIN, hệ thống nhúng xử lý thông tin để kiểm tra tài khoản người dùng xác định xem họ có quyền thực giao dịch không Kết nối với hệ thống ngân hàng: Hệ thống nhúng phải thiết lập kết nối với hệ thống ngân hànghoặc mạng ngân hàng để thực giao dịch Điều bao gồm việc gửi yêu cầu rút tiền, chuyển tiền kiểm tra tài khoản nhận phản hồi từ hệ thống ngân hàng Bảo mật giao dịch: Hệ thống nhúng phải đảm bảo tính bảo mật giao dịch Nó sử dụng mã hóa để bảo vệ liệu truyền qua mạng đảm bảo giao dịch thực người dùng có quyền 15 Quản lý lượng tiền mặt máy: Hệ thống nhúng phải theo dõi lượng tiền mặt có sẵn máy ATM đảm bảo máy không chấp thuận giao dịch khơng có đủ tiền Xử lý cố lỗi: Nếu có lỗi cố xảy trình giao dịch, hệ thống nhúng phải xử lý chúng, in thông báo lỗi đảm bảo người dùng không tiền mà họ không nhận Ghi nhật ký báo cáo: Hệ thống nhúng ghi nhật ký giao dịch thực tạo báo cáo để ngân hàng kiểm tra hoạt động máy 16