BÀI GIẢNG môn học hệ NHÚNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN hệ THỐNG NHÚNG

BÀI GIẢNG MÔN HỌC HỆ NHÚNG Chương 1: Tổng quan hệ thống nhúng 1.1 Khái niệm hệ nhúng 1.2 Kiến trúc tổng thể hệ thống nhúng Hệ nhúng 1.1 Khái niệm hệ nhúng Máy tính nhúng (Embedded Computer)  Được đặt thiết bị khác (bao gồm phần cứng kết cấu khí) để điều khiển thiết bị làm việc  Được thiết kế chuyên dụng Ví dụ: • Điện thoại di động • Bộ điều khiển máy giặt, điều hòa nhiệt độ • Một số thiết bị mạng: Switch, Router, …  Giá thành: từ vài USD đến hàng trăm ngàn USD Hệ nhúng Khái niệm hệ nhúng Hệ nhúng (Embedded System)  Một máy tính nhúng  Nhiều máy tính nhúng liên kết với Hệ nhúng Ví dụ Bàn chải đánh có sử dụng vi điều khiển 8bit lập trình cho phép - Thay đổi tốc độ, thời gian, dùng pin sạc Hệ nhúng Ví dụ Chuột, bàn phím máy tính trang bị vi điều khiển 8bit -Bắt chuyển động, bắt phím -Mã hóa, kết nối với máy tính Cấu tạo bên chuột máy tính Hệ nhúng Ví dụ Ổ cứng máy tính -Vi điều khiển 32 bit (ARM) -Tích hợp xử lý tín hiệu số Hệ nhúng Ví dụ Máy in, máy photocopy -Vi điều khiển Intel, Motorola, ARM… -Kết nối máy tính Hệ nhúng Ví dụ Máy bán hàng tự động - Vi điều khiển: 16-bit Hitachi H8/300H Processors - Cơ cấu chấp hành (motor, tay máy) Hệ nhúng Ví dụ Máy ảnh kỹ thuật số -Vi điều khiển DIGIC II Image Processor Hệ nhúng Ví dụ Sony Aibo ERS-7 Robotic Dog - Vi điều khiển 64 bit MIPS R7000 - Hệ điều hành Aperios Sony’s Real Time OS 10 Hệ nhúng Việt Nam??? Bkav SmartHome -Hạ tầng mạng không dây chuẩn Zigbee -Hệ thống điều khiển 3D -Tiết kiệm điện -Tự động hoàn toàn theo kịch thiết lập 16 Hệ nhúng Việt Nam??? Robot đánh bóng bàn ToSy -Vi xử lý hiệu cao -Trí tuệ nhân tạo -Cơ khí xác 17 Hệ nhúng Việt Nam??? Robot hàn tự động -Vi xử lý hiệu cao -Hệ điều hành nhúng -Cơ khí xác 18 Hệ nhúng 1.2 Kiến trúc tổng thể hệ thống nhúng  Kiến trúc hệ thống nhúng • Kiến trúc tổng thể • Kiến trúc vào hệ thống nhúng • Mô hình lập trình hệ thống nhúng  Đặc trưng hệ thống nhúng 19 Hệ nhúng Kiến trúc tổng thể •Hardware Layer (thành phần bắt buộc): tất thành phần vật lý (vi xử lý, nhớ, hệ thống vào ra, cấu chấp hành…) •System Software Layer (Phần mềm hệ thống): hệ điều hành, device driver… •Application Software Layer (Phần mềm ứng dụng) 20 Hệ nhúng Kiến trúc tổng thể 21 Hệ nhúng Ví dụ - Hệ nhúng Mini2440 22 Hệ nhúng KIT mini2440  Hardware Layer 23 Hệ nhúng KIT mini2440  System Software Layer • Hệ điều hành: Linux, Windows CE, Android • Bootloader: Nboot, Uboot, Supervivi • Driver: LCD Driver Ethernet Driver USB Host/Slave driver SD card driver CMOS Camera Driver Wifi driver … 24 Hệ nhúng KIT mini2440  Application Software Layer • • • • Phần mềm nghe nhạc Phần mềm game Phần mềm thu thập số liệu điều khiển … 25 Hệ nhúng Kiến trúc vào hệ thống nhúng  Hệ nhúng sử dụng nhiều chuẩn giao tiếp vào • • • • • UART USB Ethernet SPI, I2C, CAN … 26 Hệ nhúng Mô hình lập trình hệ thống nhúng •Host: hệ thống chứa môi trường phát triển •Target: hệ nhúng cần phát triển ứng dụng 27 Hệ nhúng Mô hình lập trình hệ thống nhúng •Host: hệ thống chứa môi trường phát triển •Target: hệ nhúng cần phát triển ứng dụng 28 Hệ nhúng Đặc trưng hệ thống nhúng  Thường bị giới hạn tài nguyên: hiệu xử lý, dung lượng nhớ…  Thường thiết kế chuyên dụng  Thỏa mãn yêu cầu độ tin cậy khả chịu lỗi cao, yêu cầu tính thời gian thực (Realtime) 29 Hệ nhúng Thảo luận 30 Hệ nhúng [...]... nhúng 1. 2 Kiến trúc tổng thể hệ thống nhúng  Kiến trúc hệ thống nhúng • Kiến trúc tổng thể • Kiến trúc vào ra hệ thống nhúng • Mô hình lập trình hệ thống nhúng  Đặc trưng hệ thống nhúng 19 Hệ nhúng Kiến trúc tổng thể •Hardware Layer (thành phần bắt buộc): tất cả các thành phần vật lý (vi xử lý, bộ nhớ, hệ thống vào ra, cơ cấu chấp hành…) •System Software Layer (Phần mềm hệ thống) : hệ điều hành, device... Hệ nhúng Kiến trúc vào ra hệ thống nhúng  Hệ nhúng sử dụng rất nhiều chuẩn giao tiếp vào ra • • • • • UART USB Ethernet SPI, I2C, CAN … 26 Hệ nhúng Mô hình lập trình hệ thống nhúng •Host: hệ thống chứa môi trường phát triển •Target: hệ nhúng cần phát triển ứng dụng 27 Hệ nhúng Mô hình lập trình hệ thống nhúng •Host: hệ thống chứa môi trường phát triển •Target: hệ nhúng cần phát triển ứng dụng 28 Hệ. .. Embedded 11 Hệ nhúng Ví dụ Systems DL2 Digital Media Server: tạo hiệu ứng ánh sáng trên sân khấu -Vi xử lý Intel X86 -OS: Windows XP Embedded 12 Hệ nhúng Ví dụ Tektronix Logic Analyser -Vi xử lý Intel X86 -OS: Windows XP 13 Hệ nhúng Ví dụ Cánh tay robot -Vi xử lý Intel X86 -OS: Windows XP Embedded & others 14 Hệ nhúng Ví dụ iPhone SmartPhone -Vi xử lý Apple A4 -OS: iOS 4 -Hỗ trợ màn hình chạm đa điểm 15 Hệ. .. (Phần mềm ứng dụng) 20 Hệ nhúng Kiến trúc tổng thể 21 Hệ nhúng Ví dụ - Hệ nhúng Mini2440 22 Hệ nhúng KIT mini2440  Hardware Layer 23 Hệ nhúng KIT mini2440  System Software Layer • Hệ điều hành: Linux, Windows CE, Android • Bootloader: Nboot, Uboot, Supervivi • Driver: LCD Driver Ethernet Driver USB Host/Slave driver SD card driver CMOS Camera Driver Wifi driver … 24 Hệ nhúng KIT mini2440  Application... 15 Hệ nhúng Việt Nam??? Bkav SmartHome -Hạ tầng mạng không dây chuẩn Zigbee -Hệ thống điều khiển 3D -Tiết kiệm điện năng -Tự động hoàn toàn theo các kịch bản được thiết lập 16 Hệ nhúng Việt Nam??? Robot đánh bóng bàn ToSy -Vi xử lý hiệu năng cao -Trí tuệ nhân tạo -Cơ khí chính xác 17 Hệ nhúng Việt Nam??? Robot hàn tự động -Vi xử lý hiệu năng cao -Hệ điều hành nhúng -Cơ khí chính xác 18 Hệ nhúng 1. 2 Kiến... trường phát triển •Target: hệ nhúng cần phát triển ứng dụng 28 Hệ nhúng Đặc trưng hệ thống nhúng  Thường bị giới hạn về tài nguyên: hiệu năng bộ xử lý, dung lượng bộ nhớ…  Thường được thiết kế chuyên dụng  Thỏa mãn yêu cầu về độ tin cậy và khả năng chịu lỗi cao, yêu cầu về tính thời gian thực (Realtime) 29 Hệ nhúng Thảo luận 30 Hệ nhúng ... xác 17 Hệ nhúng Việt Nam??? Robot hàn tự động -Vi xử lý hiệu cao -Hệ điều hành nhúng -Cơ khí xác 18 Hệ nhúng 1. 2 Kiến trúc tổng thể hệ thống nhúng  Kiến trúc hệ thống nhúng • Kiến trúc tổng. .. … 26 Hệ nhúng Mô hình lập trình hệ thống nhúng •Host: hệ thống chứa môi trường phát triển •Target: hệ nhúng cần phát triển ứng dụng 27 Hệ nhúng Mô hình lập trình hệ thống nhúng •Host: hệ thống. .. vào hệ thống nhúng • Mô hình lập trình hệ thống nhúng  Đặc trưng hệ thống nhúng 19 Hệ nhúng Kiến trúc tổng thể •Hardware Layer (thành phần bắt buộc): tất thành phần vật lý (vi xử lý, nhớ, hệ thống