Hình ảnh minh họa
Ngày nay, máy tính đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Các hệ thống máy tính đã lan rộng vào nhiều lĩnh vực như khoa học, y tế, giáo dục, giao thông và sản xuất công nghiệp. Cuộc sống hiện đại ngày nay không thể thiếu các hệ thống máy tính, hệ thống tự động và đặc biệt là các hệ thống thông minh giúp con người đáp ứng hầu hết các nhu cầu. Từ những nhu cầu đơn giản như đặt báo thức trên điện thoại để thức dậy mỗi sáng hay xem tin tức trên truyền hình, cho đến việc chuẩn bị thức ăn với sự hỗ trợ của tủ lạnh thông minh, lò vi sóng, điện thoại và xe hơi... Tất cả những hệ thống tính toán trên đều là các hệ thống nhúng hoặc một phần của hệ thống nhúng.*
Thách thức trong thiết kế hệ thống nhúng
Trong những năm gần đây, hệ thống nhúng phải đối mặt với nhiều thách thức để đáp ứng sự thay đổi của nhu cầu sử dụng. Từ việc tương tác với thế giới vật lý, tiếp cận công nghệ mới, sự phát triển mạnh mẽ của internet và xu hướng ứng dụng mới. Thuật ngữ "Vạn vật kết nối" hay "thiết bị thông minh" đã trở nên phổ biến. Hệ thống nhúng đóng vai trò cơ bản trong việc phát triển các thiết bị thông minh, thiết bị kết nối vạn vật. Chúng tích hợp các cơ chế tính toán mạnh mẽ và cung cấp các cơ chế điều khiển các quá trình vật lý với độ tinh vi cao. Hệ thống nhúng cũng được hỗ trợ công nghệ mạng kết nối, kỹ thuật tổ chức dữ liệu và phần cứng phức tạp.
Giới thiệu giáo trình thiết kế hệ thống nhúng
Với vai trò quan trọng đó, giáo trình "Giáo trình thiết kế hệ thống nhúng" được xây dựng để mang đến cho người đọc những kiến thức và kỹ thuật cơ bản để xây dựng các hệ thống nhúng. Giáo trình giúp người đọc tiếp cận với thiết kế hệ thống nhúng với cái nhìn tổng quan từ hệ thống đến từng chi tiết thành phần. Chúng ta sẽ tìm hiểu về các khái niệm liên quan đến hệ thống nhúng, sự kết nối của hệ thống nhúng với các xu hướng công nghệ và ứng dụng. Giáo trình được tổ chức thành 8 chương với những ví dụ cụ thể và bài tập đi kèm trong từng chương giúp người đọc dễ tiếp cận với các khái niệm và thiết kế.
Các chương trong giáo trình
Chương 1: Tổng quan về thiết kế hệ thống nhúng
Chương đầu tiên giới thiệu về hệ thống nhúng và mối liên hệ của nó với các khái niệm công nghệ và xu hướng phát triển ứng dụng. Sau đó, giáo trình sẽ giúp người đọc nắm bắt các thành phần chính và nguyên lý hoạt động cơ bản của một hệ thống nhúng.
Chương 2: Vi xử lý nhúng và vi điều khiển
Chương này giới thiệu về các vi xử lý nhúng và vi điều khiển được sử dụng trong phát triển hệ thống nhúng. Vi xử lý nhúng được coi là bộ não của hệ thống, nơi thực thi các tính toán và xử lý dữ liệu. Chúng ta sẽ tìm hiểu về kiến trúc các dòng vi xử lý nhúng từ cổ điển đến hiện đại với các tính năng quan trọng được cập nhật.
Chương 3: Kiến trúc bộ nhớ
Chương này mô tả về các khái niệm và thuộc tính của bộ nhớ trong hệ thống nhúng. Bộ nhớ là một thành phần quan trọng không thể thiếu trong mọi hệ thống nhúng, và chúng ta sẽ hiểu về ảnh hưởng của kiến trúc bộ nhớ lên tính động của hệ thống.
Chương 4: Giao tiếp và nhập xuất
Chương này trình bày về các cơ chế giao tiếp và nhập xuất trong hệ thống nhúng. Chúng ta sẽ tìm hiểu về các cơ chế nhập xuất trong kiến trúc phần mềm và kiến trúc máy tính, cũng như giao tiếp giữa thế giới tín hiệu số và thế giới tín hiệu tương tự. Các thành phần nhập xuất là cơ sở để bộ vi xử lý tương tác được với thế giới bên ngoài.
Chương 5: Cảm biến và cơ cấu chấp hành
Chương này giới thiệu về cảm biến và các cơ cấu chấp hành được sử dụng trong thiết kế hệ thống nhúng. Chúng ta sẽ tìm hiểu về mô hình hoạt động của các thành phần này để hướng đến một phương thức thiết kế tổng thể cho hệ thống.
Chương 6 và Chương 7: Hệ điều hành và cơ chế liên quan
Chương này tập trung vào kiến trúc thượng tầng của hệ thống nhúng để giới thiệu về hệ điều hành và các cơ chế liên quan. Chúng ta sẽ tìm hiểu về hệ thống đa nhiệm, các cơ chế xử lý song song và cách sử dụng mô hình hóa trong thiết kế hệ thống. Chương cũng giới thiệu về cơ chế định thời thời gian thực và các giải thuật định thời cơ bản.
Chương 8: Mô hình hóa trong thiết kế hệ thống nhúng
Chương cuối cùng mô tả về mô hình hệ thống, máy trạng thái và cách mô tả hệ thống dựa trên mô hình. Mô hình hóa giúp xây dựng hệ thống tổng quan, phân tích đánh giá và phát triển hệ thống một cách toàn diện và thuận tiện.
Kết luận
Với giáo trình "Giáo trình thiết kế hệ thống nhúng", bạn sẽ được tiếp cận các kiến thức cơ bản và kỹ thuật để xây dựng các hệ thống nhúng. Từ vi xử lý nhúng đến bộ nhớ, giao tiếp và nhập xuất, cảm biến và cơ cấu chấp hành, hệ điều hành và mô hình hóa, tất cả đều được trình bày một cách dễ hiểu và cụ thể.
Giáo trình này sẽ không chỉ giúp bạn hiểu sâu về thiết kế hệ thống nhúng mà còn giúp bạn tự tin hơn trong việc ứng dụng kiến thức vào thực tế. Đừng ngần ngại tham gia vào chuyến hành trình này và trở thành một chuyên gia trong lĩnh vực thiết kế hệ thống nhúng!
