2,167 matches
-
rezidă în faptul că trebuie cunoscute foarte bine și hardul și softul. Ambele părți se dezvoltă în paralel, iar erorile pot fi cauzate de oricare dintre ele, de multe ori problema fiind căutată în software când, de fapt, era în hardware (acesta este totuși cazul mai rar întâlnită. Celelalte faze sunt comune dezvoltării oricărui produs nou, electronic sau nu, și nu fac obiectul acestei lucrări. Un sistem embedded se compune din: elemente de intrare - senzori (pentru culegerea de informațiiă, unitate de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
creștere a celor de 16, 32 respectiv de 64 de biți. Utilizarea unui microcontroler constituie o soluție prin care se poate reduce dramatic numărul componentelor electronice precum și costul proiectării respectiv al dezvoltării unui produs. Dezvoltarea de aplicații embedded presupune proiectare hardware, dezvoltare de software și testare intensivă. Erori minore de proiectare software pot produce pagube uriașe - exemplu, lansarea eșuată a rachetei Ariane5-501 din 1996 a costat circa 500 milioane USD. Putem vorbi practic de două tipuri de sisteme embedded, demarcația între
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
și anume că resursele limitate de memorie impun folosirea de programe de dimensiuni cât mai reduse, eliminând facilitățile ce nu sunt necesare aplicației date. Sistemul de operare reprezintă baza arhitecturii software a oricărui sistem de calcul; el face legătură între hardware și aplicațiile utilizator, fiind responsabil de alocarea/dealocarea resurselor, managementul de memorie și gestiunea proceselor. Cu ajutorul driverelor de dispozitiv sistemul de operare abstractizează resursele hardware oferind aplicațiilor utilizatorului un mod de acces unitar la acestea. Serverul FTP (file transfer protocolă
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
de operare reprezintă baza arhitecturii software a oricărui sistem de calcul; el face legătură între hardware și aplicațiile utilizator, fiind responsabil de alocarea/dealocarea resurselor, managementul de memorie și gestiunea proceselor. Cu ajutorul driverelor de dispozitiv sistemul de operare abstractizează resursele hardware oferind aplicațiilor utilizatorului un mod de acces unitar la acestea. Serverul FTP (file transfer protocolă oferă un acces facil la fișierele sistemului, fiind foarte util pentru transferul de date între SBC și PC sau în cazul realizării operației de software
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
anumitor programe pe server. Utilizarea serverului HTTP poate permite controlul sistemului de la distanță (Internet, modem) indiferent de configurația PC-ului client (acesta trebuie să dispună doar de un client HTTP). Configurarea unui server web se face relativ simplu, iar resursele hardware ocupate sunt destul de mari. Cel mai popular server HTTP pentru Linux este Apache, dar facilitățile sale oferite necesită resurse mari și de aceea nu se folosește des în sisteme Single Board Computer, locul său putând fi luat de programe mai
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
ce dispune de un set bogat de periferice integrate. Puterea sa de procesare permite efectuarea rapidă a calculelor cerute de algoritmii de control uzuali necesari sistemelor electrohidraulice. aă bă Figura 1.13 Modul electronic integrat în dispozitive hidraulice: aă Structura hardware; bă Servovalvă cu modul în cauză Arhitectura hardware a acestui modul cuprinde, pe lângă microcontroler, un circuit de excitație a bobinelor traductorului inductiv de deplasare realizat cu amplificatoare operaționale, un circuit de comunicație pe interfața USB, o punte H realizată cu
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
integrate. Puterea sa de procesare permite efectuarea rapidă a calculelor cerute de algoritmii de control uzuali necesari sistemelor electrohidraulice. aă bă Figura 1.13 Modul electronic integrat în dispozitive hidraulice: aă Structura hardware; bă Servovalvă cu modul în cauză Arhitectura hardware a acestui modul cuprinde, pe lângă microcontroler, un circuit de excitație a bobinelor traductorului inductiv de deplasare realizat cu amplificatoare operaționale, un circuit de comunicație pe interfața USB, o punte H realizată cu tranzistoare MOS complementare pentru controlul curentului prin bobinele
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
un număr record de peste 1000 de instrucțiuni, număr uriaș, dacă Ținem cont că s-a plecat de la sub 100 de instrucțiuni (Intel8080Ă. Figura 2.2 Evoluția în timp a numărului de instrucțiuni la procesoarele Intel x86 Instrucțiuni executate direct de către hardware fără interpretare prin microinstrucțiuni, mecanism specific procesoarelor CISC. Maximizarea ratei de lansare în execuție a instrucțiunilor - pentru a crește Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 29 cât mai mult viteza procesorului trebuie
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 65 Figura 2.49 Structura microcontrolerului PIC18F4550 Printre dezavantaje se pot enumera organizarea complicată a memoriei, în bancuri, la dispozitivele de generație mai veche (ceea ce conducea la o programare mai dificilăă, stiva hardware cu număr limitat de nivele, și incompatibilitatea între diferitele familii de microcontrolere PIC, ceea ce necesită rescrierea codului la schimbarea modelului. Capitolul 2 Unitatea centrală de prelucrare a sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 66 Arhitectura Texas Instruments MSP430 Microcontrolerele
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
comunicație serială asincronă USART; -circuit de detecție a scăderii tensiunii de alimentare Brown-out Reset (BOR); -comparator analogic integrat; -referință de tensiune programabilă; -controller pentru acces direct la memorie DMA; -memorie program de 48kB, memorie de date (RAM) de 10kB; -multiplicator hardware pe 16 biți; -6 porturi de intrare-ieșire pe 8 biți; -circuit watchdog de supervizare a funcționării procesorului; În figura 2.51 se prezintă structura unui dispozitiv cu set bogat de periferice integrate și capabilități de comandă directă a afișoarelor LCD
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
în general un PC pe care rulează aplicații software specifice. Figura 4.40 Structura unui sistem de acces la distanță În cazul folosirii microcontrolerelor pentru controlul proceselor industriale comunicația serială este cea mai ieftină din punct de vedere al implementării hardware și cea mai facilă din punct de vedere software, pentru că microcontrolerele moderne dispun de porturi seriale hardware integrate. Mediul fizic la comunicațiile seriale prin cablu poate fi RS422, în cazul existenței unui singur sistem de controlat, sau RS485, în cazul
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
implementării software, dar existența cablului poate constitui un dezavantaj, în primul rând datorită limitării distanței de la care se poate face accesul (de ordinul sutelor de metriă. Utilizarea mediului Ethernet este limitată doar la sistemele de comandă și control cu resurse hardware bogate - memorie suficientă, linii I/ O suficiente, putere de procesare mare. Avantajul acestei soluții rezidă în standardizarea sa ușurința accesului oferit și larga răspândire. Practic, nu este necesar soft special de comunicare cu sistemul de control, orice browser web (Internet
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
asemenea sistem poate fi realizat simplu, utilizând tehnicile și procedurile standard de configurare a rețelelor de calculatoare. Rețeaua locală Ethernet are mai multe avantaje: larga răspândire, posibilitatea accesului permanent la Internet, costuri de comunicație nule, dar și câteva dezavantaje - necesită hardware scump și complex, utilizarea acestei soluții fiind limitată de existența infrastructurii. Prin utilizarea unor modemuri analogice cuplate la liniile de telefonie fixă se pot implementa soluții de acces la distanță relativ ieftine și ușor de implementat. Majoritatea modemurilor analogice dispun
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
Avantajele comunicației GSM față de metodele prin cablu sunt evidente - flexibilitate sporită în amplasare, lipsa cablurilor, posibilitatea implementării facile a unor funcții de alarmare sau a unor comenzi prin mesaje SMS. Soluția GSM prezintă doua variante, identice din punct de vedere hardware, dar total diferite din punct de vedere al implementării software - transfer de date GSM standard sau prin tehnologie GPRS. Soluția GPRS este similară din punct de vedere software soluției Ethernet - se face prin protocolul TCP/IP și oferă conexiune la
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
dezavantajele ce decurg de aici. Soluția cu transfer de date standard GSM este similară accesului prin telefonia fixă, fiind preferabilă sistemelor cu resurse hardware modeste. Arhitectura software a soluției de implementare a accesului la distanță depinde foarte mult de arhitectura hardware. În cazul în care se folosesc sisteme de calcul performante, PC-uri sau sisteme tip Single Board Computer, cu resurse de memorie și de procesare suficiente, protocoalele standard complexe pot fi utilizate - TCP/IP, GPRS; pentru sisteme bazate pe microcontrolere
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
8/16 biți cu resurse limitate de memorie se pot folosi numai protocoale seriale simple. Implementarea unei stive TCP/IP este un proces complex; codul sursă este complicat și greu de manipulat, deci susceptibil la erori de programare, iar resursele hardware cerute sunt apreciabile. De aceea, soluția Ethernet sau GPRS se recomandă numai sistemelor tip Single Board Computer cu sisteme de operare ce oferă suport nativ pentru TCP/IP și mai puțin sistemelor bazate pe microcontrolere la care se recomandă utilizarea
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
Computer cu sisteme de operare ce oferă suport nativ pentru TCP/IP și mai puțin sistemelor bazate pe microcontrolere la care se recomandă utilizarea unor protocoale de comunicație proprietare la nivelul legăturii de date și nivelul transport, adaptate la resursele hardware limitate. Protocolul sau standardul RS232 definește modul de transmisie serială a datelor, nivelele de tensiune, conectoarele folosite și lungimea maximă și Capitolul 4 Dispozitivele periferice ale sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 122 configurația cablurilor. Standardul RS232 permite transmisia
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
cu locațiile de memorie și ocupă spațiu mai redus în memoria program; în acest caz, se reduce și necesarul de memorie RAM. 10. Terminarea imediată a calculului la o operație de înmulțire la detectarea unui factor nul. 11. Utilizarea multiplicatorului hardware, dacă acesta este disponibil, pentru calcule matematice complexe. În acest fel, o înmulțire pe 16 biți va dura 12 cicli MCLK în loc de circa 170, cât ar fi necesar înmulțirii realizate în program. La utilizarea bibliotecii cu suport pentru calcule în
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
pentru calcule matematice complexe. În acest fel, o înmulțire pe 16 biți va dura 12 cicli MCLK în loc de circa 170, cât ar fi necesar înmulțirii realizate în program. La utilizarea bibliotecii cu suport pentru calcule în virgulă mobilă folosirea multiplicatorului hardware reduce, de asemenea, timpul de calcul. Respectând recomandările anterioare, consumul mediu de curent în modul activ devine nesemnificativ față de consumul modului low power LPM3 datorită timpului extrem de scăzut de lucru în modul activ. Autodescărcarea bateriei Această parte a consumului de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
tipizat rack 19”. O altă variantă de tipizare se materializează în module montabile pe șine DIN (Deutsche Industrie Normenă în dulapurile de automatizare sau în cutiile electrice. aă bă Figura 6.1 Modul electronic integrat în dispozitive hidraulice: aă Structura hardware; bă Servovalvă cu modulul în cauză. Aceste module standardizate pot fi utilizate și de către sistemele embedded care comandă echipamente industriale. Avantajul acestor soluții ar fi costul extrem de scăzut datorat ofertei foarte bogate de la mulți producători. Există standarde larg răspândite sau
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
de decenii în comunicații. Diferența între o rețea de comunicație și magistrala PCI Express este că în lumea telecomunicațiilor codul din diferitele nivele este aproape întotdeauna software parte a sistemului de operare, în timp ce la PCI Express totul este făcut în hardware. 6.2. Formate standard de cartele Backplane Backplane este termenul anglo-saxon pentru fund de sertar, placă de interconexiune sau placă de bază. Această placă asigură interconectarea diferitelor plăci de anumite dimensiuni ce au semnalele electrice grupate sub forma unor magistrale
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
orice caz, apare problema stocării plăcilor cu versiunea veche de soft. Metoda prezintă totuși două avantaje suplimentare, nu necesită calificare deosebită din partea operatorului, acesta trebuind numai să înlocuiască plăcile, și, aspect caracteristic doar acestei metode, permite modificări și în partea hardware, noile plăci putând fi diferite de cele înlocuite. A doua metodă de înlocuire a softului este derivată din prima și aplicabilă întrun număr mai restrâns de cazuri: acesta este conținut într un chip ROM inserat într-un soclu de pe placa
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
uman realizează o conexiune între calculatorul său (laptopă și modulul supus modificării și rescrie memoria microcontrolerului cu noua versiune de soft utilizând sistemul de programare oferit de producătorul microcontrolerului. Metoda are avantajul că nu se efectuează nici un fel de modificare hardware, nu este necesar nici un stoc de cipuri, dar necesită personal cu înaltă calificare capabil a lucra cu un mediu de dezvoltare și programare. Capitolul 8 Aspecte practice în realizarea sistemelor embedded Construcția și tehnologia sistemelor embedded 196 Metode moderne de
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
la o viteză foarte mare de transfer al datelor. DRAM Dynamic Random-Access Memory. Memorie dinamică cu acces aleator. DSP Digital Signal Processor; Procesor de semnal digital. Anumite instrucțiuni des folosite în procesarea digitală de semnal (de genul MACĂ sunt accelerate hardware. EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory; Memorie doar pentru citire, programabilă, cu posibilitatea de ștergere prin comandă electrică. EMC Electromagnetic Compatibility; Compatibilitate electromagnetică. ENOB Effective Number of Bits; Număr efectiv de biți. EPROM Erasable Programmable Read Only Memory; Memorie
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]
-
design. The hardware-software interface”, 4th ed., Morgan Kaufmann, Waltham, USA, 2012. [4] John Hennessy, David Paterson, ”Computer Architecture. A Quantitative Approach”, 4th edition, Morgan Kaufmann, San Francisco, USA, 2007. [5] Nobuyasu Kanekawa et al, “Dependability in electronic systems mitigation of hardware failures, soft errors, and electromagnetic disturbances”, Springer Science+Business Media LLC, New York, 2011. [6] Tom Wiliamson, ”Designing microcontroller systems for noisy environments”, INTEL AP-125 Application Note, Intel Corporation, 1993. [7] Andrew Tanenbaum, Todd Austin, “Structured Computer Organization”, 6th edition, Pearson
CONSTRUCŢIA ŞI TEHNOLOGIA SISTEMELOR EMBEDDED by Andrei DRUMEA () [Corola-publishinghouse/Science/674_a_1090]