Embedded systémy a Internet

Používají se všude, od spotřební elektroniky až po průmyslové stroje a zařízení malé speciální počítačové s...


Používají se všude, od spotřební elektroniky až po průmyslové stroje a zařízení
malé speciální počítačové systémy schované v jediném mikroprocesoru označované
jako embedded mikroprocesory. Díky Internetu a explozi nových technologií jsou
však embedded systémy neustále zdokonalovány a přizpůsobovány pro použití v
oblasti networkingu. Zatímco dnes plní převážně úlohy typu synchronizace času
na mikrovlnné troubě, systémy zítřka budou v mnohem větším měřítku sloužit ke
čtení on-line zpráv či stahování receptů z Internetu. Jasné je, že rostoucí
možnosti použití embedded systémů ve spojitosti s Internetem vytvářejí
nezanedbatelné příležitosti pro producenty operačních systémů a vývojových
nástrojů pro osobní počítače k expanzi mimo tuto oblast. Důvodem je fakt, že na
poli embedded operačních systémů dosud prakticky neexistuje uznávaný lídr, což
pro firmy snažící se zde prosadit, tj. Microsoft (Windows CE), Sun Microsystems
(Java 2 Micro Edition) nebo Red Hat (Linux for Embedded Developers), znamená
slibné šance do budoucna.
Úkol, před nímž tyto společnosti stojí, spočívá v prosazení vlastního
kvalitního produktu, přičemž by měla být zajištěna interoperabilita jejich
operačních systémů s podobnými produkty na trhu. Kdo toto vůdčí postavení
zaujme, zatím není zdaleka zřejmé, a právě v několika následujících letech
bychom se díky silné konkurenci měli dočkat velmi zajímavého vývoje v zápasu o
postavení na samé špici embedded trhu.
Mnozí experti a analytikové předpovídají, že exploze aktivit v tomto
technologickém sektoru by měla nadále rychle růst. Např. podle predikcí IDC by
v roce 2002 mohla zařízení pro přístup k Internetu (Web pady, tablety apod.),
která většinou patří právě mezi embedded systémy, co do počtu kusů překonat
celkový prodej osobních počítačů. Společnost Dataquest tyto domněnky potvrzuje
svými odhady, že do roku 2003 bude prodáno 400 milionů takových zařízení a v
roce 2010 už budou veškerá PC v domácnostech nahrazena přístroji založenými na
embedded systémech. Každá domácí kancelář bude pravděpodobně využívat jedno
nebo více internetových zařízení, a to buďto speciálních nebo integrujících
více technologií (např. telefon, fax, Internet a TV) v jednom přístroji.
Mnohem důležitějším důkazem zvyšujícího se zájmu je stále silnější orientace na
oblast embedded procesorů a systémů i ze strany samotných výrobců. K nim patří
rovněž firma AMD, která už na podzim představila embedded procesory K6-2E a
K6-IIIE. Ty budou vyráběny 0,18mikronovou technologií ve verzích 400, 450 a 500
MHz a předpokládá se, že využití naleznou (jak jinak) v různých zařízeních pro
přístup k Internetu, v telekomunikačních zařízeních, ale také v tenkých
klientech. AMD taktéž spolupracuje s firmou Opera Software na vývoji
internetového browseru určeného pro přístroje využívající uvedené embedded
verze 32bitových procesorů AMD.

MIKROPROCESORY,které najdete všude
Tom R. Halfhill
Procesory pro PC, pracovní stanice a servery na sebe strhávají veškerou
pozornost, ale dalo by se říci, že jsou to právě embedded mikroprocesory, jež
určují, kterým směrem se svět otáčí.
Čísla mluví za vše
Vezmeme-li v úvahu prodejní výsledky, pak z auditovaných reportů World
Semiconductor Trade Statistics lze vyčíst, že procesory určené pro počítače PC
(mezi něž patří např. řada Pentium společnosti Intel, Athlon firmy AMD nebo
PowerPC Motoroly a IBM) zabírají přibližně pouze 6% podíl světového trhu.
Zbývajících 94 % to je 5 miliard čipů pak tvoří prodej embedded mikroprocesorů.
Uvedené statistické výsledky vám nebudou připadat tak překvapující, jestliže si
uvědomíte, kde všude je dnes možné embedded mikroprocesory najít. Podle odhadů
jich v průměrné americké domácnosti napočítáte zhruba 60. Některé z dnešních
embedded procesorů byste ještě před několika lety našli v tehdejších desktopech
čipy, které jsou již v oblasti současných PC zastaralé a překonané, ovšem mohou
být zcela adekvátní pro méně náročné úlohy a aplikace. Procesory Z80 či 6502,
jež byly jádrem dřívějších PC
jako TRS-80, Apple II a Commodore 64, se prodávají stále velmi dobře. Ba co
více, 8bitové procesory se dokonce prodávají mnohem lépe než 32 a 64bitové, a
to v poměru 10 : 1. Stejně tak i prodej nejslabších 4bitových procesorů daleko
přesahuje prodej 32bitových Pentií a dalších. "Staré" mikroprocesory umírají
jen velmi zřídka a patrně nikdy zcela nevymizí.
Výsledkem zmíněných faktů je to, že trh embedded mikroprocesorů je neobvykle
různorodý. O trhu osobních počítačů se dá takřka v jakémkoliv časovém okamžiku
říci, že rychlostní rozpětí procesorů, které jsou právě v prodeji, tvoří poměr
přibližně 3 : 1. To znamená, že např. v současnosti jsou nejrychlejší čipy
taktovány na 1-1,2 MHz, zatímco spodní hranici tvoří hodnota 333 MHz. Naproti
tomu výkonové rozpětí jen 32bitových embedded procesorů lze vyjádřit
poměrem 500 : 1 a v oblasti 4 a 8bitových mikroprocesorů se už dostáváme do
řádu tisíců ku jedné.

Úpravy jádra procesoru
Ačkoliv si designéři mohou vybrat prakticky z tisíců existujících čipů, mnozí z
nich potřebují pro své aplikace speciální čipy pak vyvíjejí své vlastní
embedded čipy, tzn. integrované obvody specifické pro danou aplikaci
(application-specific).
Designér obvykle staví na licencovaném jádru nějakého embedded procesoru
(příkladem mohou být čipy anglické společnosti ARM nebo kalifornské firmy Mips
Technologies), a poté přidá vlastnosti specifické pro potřebnou aplikaci. V
případě digitálního fotoaparátu to může být řadič CCD čipu, u procesorů
určených do zařízení pro přístup k Internetu může přidat ethernetový interface.
Samotné procesory jsou pak často vyráběny u firem produkujících čipy, které
prodávají část své výrobní kapacity jiným společnostem k populárním v tomto
směru patří např. tchajwanské United Microelectronics a TSMC nebo americká IBM
Microelectronics.
Dokonce ani taková flexibilita některým konstruktérům nestačí pak se často
obracejí na firmy typu ARC Cores nebo Tensilica. Tyto společnosti licencují
taková jádra embedded mikroprocesorů, která jsou upravitelná v mnohem větší
míře. Zde už je možné vytvářet i nové strojové instrukce pro speciální účely.
Pro digitální fotoaparát bude např. užitečná instrukce, která urychlí kompresi
obrázku do formátu JPEG, nebo podobně v MP3 přehrávači lze vytvořit instrukci
pro akceleraci dekomprese audiozáznamu.
V současných aplikacích se na embedded trhu prakticky nesetkáte s populárními
operačními systémy známými z oblasti osobních počítačů, tj. s Windows, Mac OS
nebo s Linuxem. U handheldů se můžete setkat s operačním systémem Pocket PC
(nebo s dřívější verzí Windows CE), tvůrci Linuxu pak doufají, že se jim v
budoucnu podaří prosadit embedded verzi této platformy své šance vidí zejména v
oblasti zařízení pro přístup k Internetu. K nejčastěji používaným embedded
operačním systémům však patří především OS-9 (nemá nic společného s OS/2),
pSOS, VelOSity, QNX, VxWorks a VRTX.
Jedná se o tzv. real time operační systémy umožňují procesoru odpovídat
rychlostí v řádu mikrosekund to je důležité v některých kritických aplikacích,
například při řízení brzdového systému automobilu. Paradoxně podobně jako u
samotných mikroprocesorů, i v případě operačních systémů platí, že i přes velké
množství těch existujících si takřka polovina designérů embedded čipů píše své
vlastní operační systémy.
Dostanou se všude
S postupem času se přirozeně neustále zmenšují rozměry těchto procesorů,
klesají jejich ceny a zvyšuje se výkon to všechno pak vede k tomu, že si s
postupem času nepochybně najdou své pevné místo v ještě více zařízeních a
produktech než v současné době. Najdete je v hrajících blahopřejných dopisech,
v botech měřících vzdálenost atd. Možná budou jednou tak běžné jako samotné
atomy a díky
nanotechnologii dokonce i tak malé.
Definice embedded mikroprocesory
Embedded (vložené, zabudované) mikroprocesory jsou počítačové čipy používané v
jiných zařízeních, než v běžných počítačích, které zajišťují rozšíření jejich
funkčnosti často například v oblasti řízení/ovládání a monitoringu.
1 0068 / wep









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.