Встраиваемая система

Встра́иваемая систе́ма (встро́енная систе́ма, англ. embedded system) — специализированная микропроцессорная система управления, концепция разработки которой заключается в том, что такая система будет работать, будучи встроенной непосредственно в устройство, которым она управляет.

То есть устройство строится на базе встроенного компьютера, который в то же время не воспринимается пользователем устройства как компьютер (так как не имеет обычного монитора и клавиатуры, не отображает привычной ОС и другого ПО).

Особенности

PC-система: материнская плата ALIX.1C Mini-ITX с процессором AMD Geode LX 800, включая CF-, Mini PCI- и PCI-слоты, 44-контактный IDE-интерфейс, аудио, USB и 256 МБ RAM

В связи с тем, что система управления будет размещаться внутри более сложного устройства, при её разработке ключевую роль играют следующие факторы:

• минимальное собственное энергопотребление (возможно автономное питание);
• минимальные собственные габариты и вес;
• собственная защита (корпус) минимальна и обеспечивается прочностью и жёсткостью конструкции и применёнными элементами;
• функции отвода тепла (охлаждения) обеспечивают минимум требований тепловых режимов. Если плотность теплового потока (тепловой поток, проходящий через единицу поверхности) не превышает 0,5 мВт/см², перегрев поверхности устройства относительно окружающей среды не превысит 0,5 °C, такая аппаратура считается нетеплонагруженной и не требует специальных схем охлаждения.
• Микропроцессор и системная логика, а также ключевые микросхемы по возможности совмещены на одном кристалле
• Специальные военно-космические требования по радиационной и электромагнитной стойкости, работоспособность в вакууме, гарантированное время наработки, срок доступности решения на рынке и т. д.

Основой построения простых встроенных систем часто служат одноплатные (однокристальные) ЭВМ (см.: микроконтроллер), специализированные или универсальные микропроцессоры, ПЛИС. Для построения некоторых видов встроенных систем широко используют микропроцессоры архитектуры ARM.

Широко распространено непосредственное использование или обеспечение значительной степени совместимости с морально устаревшими за долгое время выпуска (десятки лет) устройствами и интерфейсами (например, процессорами семейств Intel 8086, i386, i486, Pentium и их аналогами; шиной ISA и т. п.) из-за низкой стоимости разработки конкретного решения.

Область применения

Областью применения встроенных систем являются:

• средства автоматического регулирования и управления техпроцессами, например авионика, контроль доступа;
• станки с ЧПУ;
• банкоматы, платёжные терминалы;
• телекоммуникационное оборудование.

Безопасность встроенных систем

Некоторые встроенные системы используются в массовых количествах (например, устройства RFID). Встроенные системы являются привлекательной целью для создателей вредоносного кода из-за своей распространённости и относительной беззащитности. Постепенно возникает вредоносный код для встроенных систем (например, RFID-вирус, Cabir). Этот процесс пока затрудняется разнородностью встроенных устройств, отсутствием доминирующего ПО и ограниченной функциональностью некоторых видов устройств. С другой стороны, задача антивирусных компаний и исследователей компьютерной безопасности также осложнена этими обстоятельствами, а также маломощностью встроенных систем, зачастую не позволяющей пользоваться распространённым антивирусным ПО.

ЦПУ для встраиваемых систем

Центральным процессорным устройством для встраиваемой системы могут служить очень многие из современных микропроцессоров и микроконтроллеров. Конкретный вид определяется при проектировании, исходя из целей и задач выполняемых встраиваемой системой.

Ведущие фирмы-производители

Список ведущих фирм — производителей микропроцессоров:

• Atmel Corporation
• Fujitsu
• Infineon Technologies
• Microchip Technology
• NXP Semiconductors
• Renesas Electronics
• Freescale Semiconductor
• STMicroelectronics
• Texas Instruments
• Transmeta
• VIA Technologies

См. также

• Проблема 2038 года
• RAD6000

Ссылки

• Русскоязычное сообщество разработчиков встраиваемых систем (эмбеддеров)
• Официальный сайт сообщества разработчиков встраиваемых систем
• Новые стандарты для встраиваемых систем существенно сокращают их размеры
• Ведущий поставщик встраиваемых систем
• Журнал для специалистов в сфере промышленной автоматизации, АСУ ТП и встраиваемых систем