LEGO Mindstorm là các bộ thiết bị chứa phần mềm và phần cứng dùng để xây dựng mô hình của một hệ thống nhúng. Chúng bao gồm các chƣơng trình trên máy tính có thể đƣợc lập trình để điều khiển hệ thống, một tập các mô đun cảm biến, động cơ và các bộ phận LEGO đƣợc kết hợp lại với nhau để tạo ra các hệ thống máy móc.
Phiên bản phần cứng và phần mềm của bộ thiết bị Mindstorms Robotics Invention System là một khối có khả năng lập trình đƣợc tạo ra tại MIT Media Lab, kết hợp giữa MIT và Lego. Môi trƣờng lập trình trực quan đầu tiên đƣợc gọi là LEGOsheets đƣợc tạo ra bởi Trƣờng đại học University of Colorado vào năm 1994 dựa trên AgentSheets.
Những thiết bị Mindstorms cũng đƣợc bán và sử dụng nhƣ một thiết bị hỗ trợ giáo dục. Ban đầu thông qua sự hợp tác giữa Lego và MIT Media Laboratory. Các sản phẩm cho phiên bản giáo dục đƣợc gọi là Lego Mindstorms đƣợc sử dụng cho các trƣờng học, và đi kèm với các phần mềm lập trình dựa trên ROBOLAB GUI. Nó đƣợc phát triển tại Đại học Tufts bằng cách sử dụng National Instruments LabVIEW nhƣ một động cơ. Ngoài ra, phần mềm vận chuyển có thể đƣợc thay thế bằng phần mềm của đối tác thứ ba hoặc ngôn ngữ lập trình, bao gồm một trong số những phổ biến nhất đƣợc sử dụng bởi các chuyên gia trong ngành công nghiệp hệ thống nhúng nhƣ Java và C,... Sự khác biệt duy nhất giữa các phiên bản giáo dục đƣợc gọi là các “Challenge Set” và hàng loạt ngƣời tiêu dùng đƣợc gọi là “Inventor Set”, nó bao gồm một cảm biến cảm ứng và nhiều lựa chọn hơn trong ngành.
Những sản phẩm thuộc họ Lego Mindstorm thông dụng: Robotics Invention System:
RCX (Programming languages);
Lego Mindstorm NXT: Lego Mindstorm NXT Educational Version; Lego Mindstorms NXT 1.0 và Lego Mindstorms NXT 2.0.
Những sản phẩm hỗ trợ kỹ thuật khác: Lego camera; 4.5V PC Interface; Technic Control Center; Dacta Control Lab; Cybermaster; Codepilot; Scout; Micro Scout; Spybotics và Lego Mindstorms NXT.
RCX và NXT (gọi tắt là NXT) đƣợc nhƣ một khối não, gắn vào các hệ thống robot hoặc hệ thống nhúng để điều khiển các hoạt động xung quanh. Chúng chứa vi điều khiển, bộ nhớ, các cổng giao tiếp,… RCX là thế hệ đầu tiên, NXT đƣợc phát triển sau với nhiều cải tiến hơn.
RCX là thế hệ đầu tiên của Lego Mindstorm đƣợc xây dựng thành một hệ thống nhúng để điều khiển các hoạt động xung quanh. Nó chứa một vi xử lý 8-bit Renesas (một phần của Hichi), H8/300 đƣợc xem nhƣ là một vi điều khiển bên trong của nó. Nó cũng chứa 32K bộ nhớ RAM để lƣu trữ các chƣơng trình phần mềm và ngƣời dùng. RCX đƣợc lập trình bằng cách đƣa một chƣơng trình (viết bằng một trong những ngôn ngữ lập trình có sẵn) từ một máy tính chạy hệ điều hành Windows hay Mac vào bộ nhớ RAM của nó thông qua một (IR) giao diện hồng ngoại đặc biệt.
Hình 3.1 - RCX [24]
NXT là thế hệ sau của RCX, nó đƣợc xem nhƣ não của một Mindstorms robot, giúp robot điều khiển và thực hiện các hành động khác nhau. NXT chứa vi xử lý 32- bit ARM7, 256 Kbytes FLASH, 64Kbytes RAM.
Hình 3.2 - NXT [24]