Related

ماهو تخصص إلكترونيات الأنظمة المدمجة ؟ (الجزء 3)

تعرفنا في الجزئين الأولين عن ما هو الـ System و كيف نقوم بتحليل أي System. ✨✨✨ فإن لم تكن قد قرأت الجزء الأول فيمكنك الإطلاع عليه من هنا:

 الجزء الأول: رابط الجزء الأول 🔗 الجزء الثاني: رابط الجزء الثاني

✨✨✨ أما في هذا الجزء، سنعرف بالتحديد ما المقصود بالـ Embedded system و ما الذي يميز هذا الـ System عن أي System آخر و نضرب بعض الأمثلة لذلك و كذلك سنعرف ما الذي يميز Embedded systems software engineer عن أي Software engineer آخر فلنبدأ على بركة الله. 🧩🔌

أبسط تعريف لـ Embedded system هو أنه كمبيوتر مبرمج لأداء مهمة واحدة أو عدة مهمات محددة فقط ولا يمكنه تنفيذ أي مهام أخرى و كونه كمبيوتر فهذا يعني أنه يتكون من جزئين رئيسيين: 🖥️📡 Hardware, Software تماماً مثل جهاز الكمبيوتر العادي.

✨✨✨ فإن نظرنا عن قرب لجهاز الكمبيوتر فنجده يتكون من مجموعة من المكونات نعرفها جميعاً جيداً مثل ( البروسيسور – وحدات الإدخال و الإخراج – الذاكرة بأنواعها – نظام التشغيل … إلخ) 🔧🧠💾

أما الـ Embedded systems و لكونه مبرمج لأداء مهمة واحدة أو عدة مهمات محددة فقط كما ذكرنا من قبل فلن يحتاج من كل تلك المكونات سوى ما يكفيه لآداء تلك المهام المحددة فالـ Embedded system يا سادة نظام بخيل جداً و في غاية الحرص كما سنرى. 💡📏

✨✨✨ فعلى سبيل المثال نجد أننا قد نستخدم بروسيسور أقل سرعة عن عمد و ذلك لتوفير استهلاك الطاقة و التي تكون بدورها محدودة بالبطارية المستخدمة ( معظم الـ Embedded systems تعمل بالبطارية) و يجب توخي الحرص في استنفاذها. 💨🔋 كما نجد أيضا أنه يتوجب علينا استخدام ذاكرة أصغر لتقليل تكلفة التصنيع و من الممكن ألا نحتاج إلى شاشة و قد نستغني عن بعض الإضافات ( peripherals ) التي لا حاجة لنا بها مثل الاتصال بالإنترنت أو البلوتوث أو إضافة ذاكرة خارجية أو وجود منفذ USB أو ما إلى ذلك من الإضافات بالموجودة بجهاز الكمبيوتر العادي. 💻

ليس المقصود بذلك هنا هو عدم استخدام تلك الإضافات فحسب و لكن المقصود هو اختيار بروسيسور لا يدعم أمكانية استخدام تلك الإضافات من الأساس و لكنه يكون أرخص في السعر .. ألم أقل لكم أننا نتعامل مع نظام بخيل جداً. 😅💰

✨✨✨ ليس فقط الـ Hardware هنا هو من محدودي الدخل و لكن رغم ذلك مطلوب من الـ Software المبني على هذا الـ Hardware القيام بالمهام المحددة له في كل مرة في نفس الوقت و ألا يأخذ أي وقت إضافي فيما يعرف بـ Real time constrains و قد نجد بعض الـ systems التي يوجد بها نوع من السماحية فيما يعرف بـ Fault tolerant و لكن لا تبتهج كثيرا فتلك السماحية تكون محدودة أيضاً حيث تنقسم الـ Real time constrains إلى Hard real time constrain, Soft real time constrains و سنتعرض لهم لاحقا بإذن الله. 🏎️⌛ 

✨✨✨و لتضح الصورة أكثر و لنعرف أهمية أن يكون الـ System يتميز بكونه Real time فلنفكر في التطبيقات الحرجة لتلك الأنظمة مثل جهاز تنظيم ضربات القلب.

على سبيل المثال فلا يمكن بأي حال من الأحوال أن يحدث تأخير و لو لجزء من الثانية في البرنامج الذي يعمل عليه الجهاز.. مثال آخر هو الـ Air bag الموجودة بالسيارات و التي تعمل عند تعرض السيارة لحادث لحماية السائق من الاصطدام بعجلة القيادة فهل تعتقد أنه سيكون لها أي أهمية اذا تأخرت عن العمل لبضع أجزاء من الثانية بعد حدوث الاصطدام.. بالتأكيد لا. 🚗🤕 🏥💓 تلخيصاً لكل ما سبق فلكي نقوم بتعريف أي نظام على أنه Embedded system

فإليك بعض المواصفات التي يجب أن تنطبق عليه:

1- يحتوي بداخله على كمبيوتر. 

2- يقوم بمهمة واحدة أو عدة مهمات محددة مسبقاً فقط ولا يستطيع تنفيذ غيرها.

 3- محدود الذاكرة.

 4- محدود الطاقة ( يعمل بالبطاريات عادة). 

5- يحمل بروسيسور محدود الإمكانيات.

 6- يتسم نظام التشغيل به بكونه Real time operating system. 📱🧭 

✨✨✨ و لأبسط لك فكرة مدى انتشار الـ Embedded systems من حولنا فلتعلم أن أكثر من 95% من الأجهزة التي تحتوي على Software من حولنا ما هي إلا Embedded systems و إليك بعض الأمثلة:

 1- Switches & Routers 

2- Mobile phones & Tablets 

3- Fax, printer and scanners

 4- Mp3, Mp4 and Mp5 players

 6- Digital cameras

 7- CD/DVD players

 8- Microwave

 9- Washing machine

 10- Medical devices 📻📷🚀 

✨✨✨ و قريبا ستكون مزروعة داخل أجسادنا لمتابعة وظائف الجسم الحيوية و ستكون موجودة بكل شيء نراه حولنا من الإبرة إلى الصاروخ فيما يعرف بـ Internet of things. 💉🌐💡 ✨✨✨ و نلاحظ من الأمثلة أن الـ Software الخاص بأي منها مرتبط بالـ Hardware المبني عليه فلا يمكن وضع الـ Software الخاص بأي System على الـ Hardware الخاص بـ System آخر بالطبع.. فلن يتحول الـ Microwave إلى Mobile phone و إن تأكدت بنفسك عدة مرات من نسخة الـ Android التي وضعتها على الـ Hardware الخاص بالـ Microwave. 📱❌🍿 

✨✨✨ و بعبارة أخرى أكثر دقة فأي System يكون مفصلاً مخصوص بناء على الـ Application المستخدم به و ذلك من خلال اختيار ما يناسبه من:

  • Processor
  • Available memory
  • Amount of I/O
  • Communication protocols 🎯🔌📶  
  • ✨✨
  • ولكن هل يمكن اعتبار جهاز الكمبيوتر أنه Embedded system؟ 
 
  • بالتأكيد أنت تعرف الإجابة الآن لكن لنوضح الصورة أكثر فجهاز الكمبيوتر يمكنه القيام بعدد لا نهائي من المهام بناء على الـ software الموجود عليه ( تشغيل أغاني – تشغيل فيديو – تحرير النصوص – تشغيل الألعاب – تصميم الجرافيكس – تصفح انترنت … إلخ ) لذا يمكن وصف الـ Hardware الخاص به بأنه General purpose platform that holds different types of software. 🖥️💿🎮 
  •  
  • ✨✨✨ مما يتعارض بالتالي مع تعريفنا لـ Embedded system في كونه يقوم بمهمة واحدة أو عدد من المهمات المحددة مسبقاً فقط.. لكن رغم ذلك فيمكن النظر إلى بعض مكونات الكمبيوتر على أنها Embedded systems على سبيل المثال DVD player و كارت الـ LAN لكل منهما مهمة محددة يقوم بها و تنطبق عليه كافة مواصفات الـ Embedded system السابقة لذلك يمكن اعتبارهما كذلك. 📀🔌🎬 ✨✨✨

في المقال القادم سنتعرف معًا على مهندس إلكترونيات الأنظمة المدمجة وما يميزه 🌟😊

.

 

و 💻🌐📱

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *