IC tai integroidut piirit saavat meidät usein ajattelemaan sulautettuja järjestelmiä, joissa on erityisiä prosessointiominaisuuksia sekä konseptin että toteutuksen suhteen. Mikä tahansa älylaite, joka yrittää vaikuttaa tietoihin erikoistuneiden kehittäjäohjelmistojen avulla, on sulautettu järjestelmä, joka voidaan tehdä ydintasolla käyttämällä VLSI- tai Very Large-Scale Integration -prosesseja. Tässä artikkelissa laajennetaan sekä sulautettujen järjestelmien että VLSI:n ominaisuuksia ja käyttötapoja, jotta voit ymmärtää molempien integroitujen prosessityyppien väliset erot.
Sulautettu järjestelmä vs VLSI
Ero sulautettujen järjestelmien ja VLSI:n välillä on se, että sulautettujen järjestelmien arkkitehtuuri keskittyy kehittämään koodia, joka suoritetaan muovattavalla laitteistolla, kun taas VLSI korostaa ohjelmointikomentojen muuntamista integroidun piirin tai IC:n kehykseksi.
Kaikenlaista teknologian käyttöä, jota käytetään rajoitetun tai erikoistuneen tehtävän suorittamiseen, kutsutaan sulautetuksi järjestelmäksi. Toisin kuin yleinen tietokone, joka pystyy suorittamaan monenlaisia toimintoja ja on melko pitkälle kehitetty, sulautettu järjestelmä on melko yksinkertainen ja siitä puuttuu ylimääräisiä laitteita. Sulautetut järjestelmät löytyvät pankeista, modeemeista, laskimista ja matkapuhelimista muutamia esimerkkejä mainitakseni.
VLSI toisaalta tarkoittaa "Very Large Scale Integration", jota käytetään määrittämään integroidun piirin kehittyneisyys ja monimutkaisuus arvioimalla, kuinka monta porttia ja transistoreita on olemassa. VLSI viittaa integroituihin piireihin, jotka sisältävät tuhansia transistoreita yhdessä säiliössä; vaihtoehtoisia lyhenteitä, kuten MSI tai ULSI, käytetään edustamaan IC:itä, joissa on vähemmän tai useampia komponentteja.
Sulautetun järjestelmän ja VLSI:n vertailutaulukko
| Vertailuparametrit | Upotettu järjestelmä | VLSI |
| Määritelmä | Mitä tahansa tietokonejärjestelmää, jota käytetään suorittamaan rajoitettu tai erikoistunut tehtävä, kutsutaan sulautetuksi järjestelmäksi. | VLSI on lyhenne sanoista Very Large Scale Integration, joka on ilmaus, jota käytetään määrittelemään integroidun piirin monimutkaisuus arvioimalla, kuinka monta puolijohdetta eli transistoreita on olemassa. |
| Käyttö | Sulautettuja palveluita hyödynnetään laajasti erilaisissa sovelluksissa, mukaan lukien teolliset, taloudelliset ja sotilaalliset. | VLSI:n avulla IC-suunnittelijat voivat käyttää vähemmän tilaa suunnittelussaan. Yksinkertaisessa PCBA:ssa sähköpiirit sisältävät usein suorittimen, RAM-muistin, käyttöjärjestelmän ja muita oheislaitteita. |
| Käsittelee | Sulautetut järjestelmät käsittelevät laitteistokomponentteja. | VLSI käsittelee ohjelmistokomponentteja. |
| Käytetyt koodauskielet | Laitteiston verkkotuntemus | C/C++, Rust, Python. |
| Uramahdollisuudet | Enemmän verrattuna VLSI-insinööreihin. | Vähemmän verrattuna sulautettujen järjestelmien suunnittelijoihin. |
Mikä on sulautettu järjestelmä?
Mikrosiruun perustuva tietokonelaitteisto ja ohjelmistojärjestelmä, joka on rakennettu tiettyä tarkoitusta varten, tunnetaan sulautetuksi järjestelmäksi. Mitä tahansa tietokonejärjestelmää, jota käytetään suorittamaan rajoitettu tai erikoistunut tehtävä, kutsutaan sulautetuksi järjestelmäksi. Sulautetut järjestelmät ovat saatavilla kasinoissa, yhdyskäytävissä, tietokoneissa ja matkapuhelimissa muutamia mainitakseni.
Tavallista tietokonelingvistiikkaa tietyillä moduuleilla voidaan ohjelmoida sulautettujen järjestelmien ohjelmoimiseen, jotka toimivat mikro-ohjaimella tai CPU:lla käyttöjärjestelmällä, kuten Ubuntu tai pääasiassa Linux-ytimiä. C/C++, Rust, Python ja useat muut kielet ovat esimerkkejä.
Näille kielille tarvittavat puitteet ja kääntäjät toimittaa yleensä hyväksymäsi valmistaja, joten voit keskittyä suorituskykyyn tiettyjen konetason koodien käännösten sijaan.
Kun puhutaan sulautettujen järjestelmien ammatista, skenaario on rikas ja tällä hetkellä melko suosittu Intiassa sekä itse maailmassa. Sulautetut järjestelmät ovat kiehtova tietotekniikan aihe, jolla on monia uranäkymiä sekä nyt että lähitulevaisuudessa. Sulautetuilla järjestelmillä on enemmän työpaikkoja Intiassa, ja ammatti tarjoaa loistavat mahdollisuudet nouseville insinööreille. Sulautetuissa järjestelmissä käytettävät konekielet ovat yksinkertaisia ja helppoja. Se sisältää; python, Rust, C++ jne.
Mikä on VLSI?
Tekniikka sisällyttää tai integroida 1000 transistoria yhdelle kiteiselle piimikropiirille tunnetaan erittäin laajamittaisena integraationa (VLSI). Kun asiantuntijatason moniytimisprosessorimikrosiruja kehitettiin 1970-luvun lopulla, VLSI-tekniikka keksittiin.
VLSI on laajalti käytetty tekniikka mikrosirutietokoneiden, integroitujen piirien (ICs) ja komponenttien kehittämiseen. Se luotiin ylläpitämään satoja ja tuhansia transistoripäätteitä mikrosirulla, joka oli kasvanut miljardeihin vuoteen 2012 mennessä.
VLSI-suunnitteluprosesseja ja -kieliä voidaan käyttää MCU:iden, FPGA:iden ja muiden ohjelmoitavien logiikkalaitteiden luomiseen, jotka käyttävät sulautettuja ohjelmistoja. Sulautettujen järjestelmien suunnittelu keskittyy usein ohjelmistopuolelle, ja koodi on kirjoitettu toimimaan jo olemassa olevalla alustalla, kuten MCU tai FPGA. VLSI-arkkitehtuuri vaatii tiukkaa huomiota pohjasuunnitteluun, layoutiin, puolijohteiden kokoon, liitettävyyteen, kelloon ja energian jakautumiseen, mukaan lukien ajoitukseen, koska se on lähempänä laitteistosuunnittelua.
Laitteiston kuvausjärjestelmät ovat komentosarjakieliä, joita käytetään VLSI:ssä IC-suunnitteluun (HDL). Verilog, VHDL, C ja ohjelmointikielet, kuten Python ja TCL, ovat niitä. VLSI:ssä tiimin kehityslähestymistapa on yhtä tärkeä kuin HDL, jota he käyttävät uuden tuotteen luomiseen.
Tärkeimmät erot sulautetun järjestelmän ja VLSI:n välillä
Johtopäätös
Insinööri tarvitsee aina asianmukaisia PCB-simulaatio- ja suunnittelutyökaluja arviointitaulujen, SoM:iden, SBC:iden ja muiden lopputuotteiden rakentamiseen, ellet suunnittele sulautettua laitetta tai VLSI:tä joillekin uusille IC:ille. Iän ja teknologisen kehityksen vuoksi termi VLSI on kuitenkin käytännössä vanhentunut. Useimpien tietokonejärjestelmien elektroniset komponentit, olivatpa ne sulautettuja tai yleismaailmallisia, sisältävät tuhansia, miljoonia tai jopa miljardeja transistoreita täydellisessä yksikössä.
Sekä arkkitehtuurit että mallit ovat kuitenkin toiminnallisesti tehokkaita ja niitä käytetään edelleen laajasti. Huolimatta siitä, että sulautetut järjestelmät ovat suositumpia hintansa ja valmistuksensa helppouden vuoksi, VLSI tarjoaa silti kunnollisen arkkitehtuuri- ja ohjelmistotuen, joten on ehdottomasti hyvä jatkaa ainakin vuosikymmenen ajan. VLSI:n työalue on runsas ja verrattavissa sulautettujen järjestelmien suunnittelijoihin, ja molemmat levyt perustuvat IC-integraatioon ja helppokäyttöisyyteen.
Viitteet
www.tutorialspoint.com/embedded_systems/es_overview.htm
