Vài nét tổng quan về nhân xử lý cho các hệ thống nhúng hiện nay

Những năm gần đây, sự năng động và tích cực hội nhập quốc tế đã đem về hơi thở mới cho Việt Nam về mọi mặt: kinh tế, xã hội, văn hoá, nghệ thuật… Lĩnh vực kĩ thuật nói chung và kĩ thuật điện tử nói riêng cũng có những thay đổi theo chiều hướng tích cực. Bên cạnh việc áp dụng những kĩ thuật mới (chủ yếu mua từ nước ngoài) vào sản xuất, nhiều công ty ở Việt Nam đã chú trọng đến việc phát triển đội ngũ R&D để tự chế tạo sản phẩm hoàn thiện cung ứng cho thị trường.
Hệ thống nhúng (Embedded System) là một khái niệm còn tương đối mới ở Việt Nam. Trong năm 2005-2006, những giải thưởng về Công nghệ thông tin đều ít nhiều liên quan tới hệ thống thông minh. Điều này chứng tỏ sự quan tâm đặc biệt của nhiều công ty và những nhà hoạch định chiến lược phát triển kĩ thuật trong nước.
Về cơ bản, một hệ thống được gọi là thông minh khi có những ‘hành vi’, ‘đáp ứng’ lại với biến đổi phức tạp của tín hiệu vào, tín hiệu môi trường… nhằm thực hiện chức năng định trước. Để làm được điều đó, thông thường, con người ‘dự báo’ trước những hiện tượng, những sự kiện có thể xảy đến, đưa giả thiết ấy vào hệ thống, sử dụng các phần tử có thể lập trình được, giả lập là ‘bộ não’, bằng các thuật toán điều khiển, đưa ra quyết định, đáp ứng cho cơ cấu chấp hành.
Các phần tử lập trình được có thể là máy tính (PC-base, Embedded PC), hệ thống các phần tử logic (kĩ thuật số), hoặc chỉ là 1 chip vi điều khiển (MCU), vi xử lý (MPU), mảng logic lập trình được (PLD, FPGA…), chip xử lý số (DSP)… thực hiện các giải thuật tính toán mà người lập trình đã định trước.
Ở nước ta, phổ biến nhất vẫn là sử dụng PC (máy tính cá nhân) hoặc MCU để làm các phần tử điều khiển trung tâm.
Dựa trên PC, có thể xây dựng những hệ thống lớn, phức tạp, thuật giải đòi hỏi khối lượng tính toán lớn. Tuy nhiên, cũng bởi lý do sử dụng PC làm CPU, nhược điểm của hệ thống là độ linh động rất kém, mỗi lần di chuyển cồng kềnh, khó khăn, và giá thành tương đối cao.
Lợi thế rất lớn khi sử dụng MCU là độ linh hoạt cao, có thể ứng dụng nhiều trong các hệ thống đòi hỏi sự linh động, nhỏ gọn, giá thành lại thấp nhiều so với sử dụng PC. Tuy nhiên, các ứng dụng dùng MCU hiện nay còn rất hạn chế về cả quy mô lẫn chất lượng.
Trong khi những hệ thống nhúng ngày càng trở nên phức tạp, không phải đơn giản chỉ là điều khiển một chốt đèn giao thông định thời, đếm số người ra vào cửa, điều khiển động cơ ON-OFF, hiển thị một câu thông báo trên LCD ..v.v.. xu thế tất yếu, các nhân điều khiển cần có cấu hình mạnh hơn, đáp ứng thời gian thực tốt hơn các nhân điều khiển 8 bit đang dùng!
Mặc dù vậy, ở ta đa phần vẫn sử dụng nhân điều khiển 8 bit cho các ứng dụng, như thế, vô tình đã thu hẹp khả năng điều khiển của các hệ thống nhúng. Sự hạn chế về dung lượng bộ nhớ chương trình-dữ liệu cũng đã ảnh hưởng không ít tới phạm vi ứng dụng của nó ở các lĩnh vực như: truyền thông đa phương tiện, xử lý âm thanh, hình ảnh, các thiết bị hỗ trợ cá nhân , ứng dụng trong mobile robot linh hoạt, tự hành và ‘biết ứng xử’..vv… Yêu cầu những hệ thống cần sự linh động, tiêu tốn ít năng lượng, nhỏ gọn, nhưng cấu hình mạnh và tính năng phức tạp luôn được đặt ra.
Sử dụng những MCU có tốc độ cao hơn, cấu hình mạnh hơn,… để đáp ứng các yêu cầu của khách hàng và nhà sản xuất về giá thành, độ linh động, chất lượng… là xu hướng tất yếu. Nhu cầu thị trường cần, người làm kĩ thuật không thể bỏ qua trong thời buổi cạnh tranh hiện nay!

Comments

comments

This entry was posted in Hệ thống nhúng. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

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