Wikiszótár

beágyazott rendszer

Magyar

Kiejtés

  • IPA: [ ˈbɛaːɟɒzotrɛnt͡sɛr]

Főnév

beágyazott rendszer

  1. (informatika) A beágyazott rendszer (angolul: embedded system) egy speciális célú számítógépes rendszer, amelyet valamilyen konkrét funkció vagy feladat végrehajtására terveztek. Ezek a rendszerek egy nagyobb rendszer részei lehetnek, és gyakran nem önálló eszközként működnek, hanem egy adott feladat ellátására szolgálnak egy nagyobb gép, eszköz vagy folyamat vezérlésében. A beágyazott rendszerek hardver- és szoftverkomponensekből állnak, és gyakran valamilyen időkritikus műveletet végeznek.

Jellemzők:

  1. Speciális célú: A beágyazott rendszereket mindig egy adott funkció végrehajtására tervezik, ellentétben az általános célú számítógépekkel, amelyek többféle feladatot képesek ellátni.
  2. Kis méretű és hatékony: A beágyazott rendszerek általában kisméretűek és energiahatékonyak, mivel gyakran olyan helyeken alkalmazzák őket, ahol fontos a méret és az energiafogyasztás csökkentése.
  3. Valós idejű működés (real-time): Sok beágyazott rendszer valós idejű működést igényel, azaz garantálni kell, hogy a rendszer adott időn belül reagáljon egy bemeneti jelre vagy eseményre.
  4. Erőforráskorlátozások: A beágyazott rendszerek gyakran szigorú hardverkorlátokkal rendelkeznek, például korlátozott memória, tárolókapacitás és processzorsebesség.
  5. Speciális operációs rendszerek vagy operációs rendszer nélküli működés: Sok beágyazott rendszer fut valamilyen könnyű operációs rendszeren (például FreeRTOS, VxWorks), de sok esetben operációs rendszer nélküli közvetlen programozás is megvalósítható.

Beágyazott rendszerek felépítése:

  • Processzor vagy mikrokontroller: A legtöbb beágyazott rendszer központi eleme egy mikrokontroller vagy egy mikroprocesszor, amely a rendszer összes számítási feladatát végzi.
  • Memória: A beágyazott rendszerek általában rendelkeznek ROM-mal (csak olvasható memória) és RAM-mal (véletlen hozzáférésű memória). A ROM-ban tárolják a rendszer szoftverét (firmware), míg a RAM-ot az aktuális futási adatok tárolására használják.
  • Perifériák és érzékelők: A beágyazott rendszerek gyakran kapcsolódnak érzékelőkhöz (például hőmérséklet-, fény-, mozgásérzékelők), motorokhoz vagy egyéb perifériákhoz, amelyek lehetővé teszik a környezettel való interakciót.
  • Be- és kimeneti interfészek: A beágyazott rendszerek különböző interfészeken keresztül kapcsolódnak más rendszerekhez, például USB, UART, SPI vagy I2C kapcsolatokkal.

Példák beágyazott rendszerekre:

  1. Háztartási eszközök: Számos modern háztartási gép, például mosógép, hűtőszekrény vagy mikrohullámú sütő beágyazott rendszereket használ az időzítők, hőmérséklet-szabályozás és egyéb funkciók vezérlésére.
  2. Autóipar: Az autókban számos beágyazott rendszer található, például az ABS (blokkolásgátló fékrendszer), a motorvezérlő egységek (ECU), a légzsákvezérlők, a parkolást segítő rendszerek és a fedélzeti szórakoztató rendszerek.
  3. Orvosi eszközök: Számos orvosi eszköz, például vérnyomásmérők, inzulinpumpák, pacemakerek és MRI gépek, beágyazott rendszerekkel működik, hogy folyamatos monitorozást és pontos vezérlést biztosítsanak.
  4. Ipari automatizálás: A gyártósorokon, robotokban és ipari gépekben alkalmazott beágyazott rendszerek vezérlik a különféle folyamatokat, mint például a motorok sebességét, a hőmérsékletet és a gyártási paramétereket.
  5. Szórakoztatóelektronikai eszközök: Mobiltelefonok, játékkonzolok, digitális kamerák és televíziók is beágyazott rendszereket használnak különféle funkciók biztosítására, például képfeldolgozásra, multimédia kezelésére és hálózati kapcsolatok fenntartására.

Beágyazott rendszerek fejlesztése:

  • Programozási nyelvek: A beágyazott rendszerek fejlesztése gyakran alacsony szintű programozási nyelvekkel történik, mint például C vagy C++, mivel ezek a nyelvek nagyfokú kontrollt biztosítanak a hardver felett, és hatékonyan futnak korlátozott erőforrások mellett. Bizonyos esetekben használják az Assembly nyelvet is, különösen nagyon alacsony szintű hardvervezérléshez.
  • Fejlesztői eszközök: A fejlesztők gyakran használnak speciális beágyazott rendszerekhez készült eszközöket, például mikrokontroller-fejlesztőkészleteket, emulátorokat és hibakeresőket a szoftver írásához és teszteléséhez.

Valós idejű operációs rendszerek (RTOS):

A valós idejű operációs rendszerek (Real-Time Operating Systems, RTOS) kritikus szerepet játszanak olyan beágyazott rendszereknél, ahol pontos időzítés és gyors válaszidő szükséges. Az RTOS-ek garantálják, hogy egy feladat adott időkereten belül végrehajtódjon, és támogatják a multitasking működést, ami fontos az olyan rendszerek esetében, mint például orvosi eszközök vagy ipari robotok.

Előnyök:

  • Költséghatékonyság: A beágyazott rendszerek általában olcsóbbak, mint az általános célú számítógépek, mivel célzott, optimalizált hardverre épülnek.
  • Energiahatékonyság: A beágyazott rendszerek gyakran alacsony energiafogyasztásra vannak optimalizálva, különösen azok, amelyeket hordozható eszközökben vagy akkumulátorral működő rendszerekben használnak.
  • Megbízhatóság: A beágyazott rendszereket gyakran magas megbízhatósági követelmények mellett tervezik, mivel kritikus feladatokat látnak el, például orvosi eszközökben vagy autók biztonsági rendszereiben.

Kihívások:

  • Erőforrás-korlátok: A beágyazott rendszerek korlátozott számítási teljesítménnyel, memóriával és tárolókapacitással rendelkeznek, ami kihívást jelenthet a szoftverfejlesztés során.
  • Komplexitás: A rendszerszintű fejlesztéshez mély ismeretek szükségesek a hardverről és a szoftverről, valamint a valós idejű rendszerekről és a memóriakezelésről.
  • Hosszabb fejlesztési idő: Mivel a beágyazott rendszerek szorosan kapcsolódnak a hardverhez, a fejlesztési folyamat lassabb lehet, mint a hagyományos szoftverek esetében, különösen a hibakeresés és a tesztelés miatt.

Fordítások

Tartalom

További információk

A lap eredeti címe: „https://hu.wiktionary.org/w/index.php?title=beágyazott_rendszer&oldid=3454717”