من امثلة الاجهزة المدمجة

الانظمة المدمجة كما ذكر في السابق تتضمن استعمال برامج معينة وتتوضع بهدف القيام بغرض مخصص او ضمن جهاز اكبر، والاجهزة المدمجة تتوافر في شبكات تطبيق واسعه وليس فقط في اجهزة الحواسيب، وهناك امثلة غير قابلة للحصر حول الاجهزة المدمجة

يمكن العثور على الاجهزة المدمجة في الالعاب الكهربائية وفي اجهزة تنظيم ضربات القلب والمواقد الكهربائية حتى، كما يرى بعض الخبراء ان معظم الاجهزة التي تعمل بالطاقة الكهربائية تحوي على نظام مدمج، ويقترح البعض الاخر من الخبراء ويتنبأ بان كل جهاز كهربائي سوف يضم جهاز مدمج واحد في المستقبل القريب، كما ستتوافر امكانية ايصاله بالانترنت.

تنقسم الاجهزة المدمجة كما ذكرنا الى اجهزة مدمجة قائمة بذاتها، واجهزة مدمجة في الوقت الفعلي، واجهزة مدمجة متصلة بالشبكة، واجهزة مدمجة محمولة، ولهذه الانواع الاربع اهمية كبيرة في حياتنا اليومية وجميعها له استخدامات واسعة.

فيما يلي نستعرض امثلة عن الاجهزة المدمجة التي نستخدمها في حياتنا اليومية، وهي تتضمن:

منبهات ساعات رقمية
عدادات محطات الدفع ومناطق ركن السيارات
المكانس الكهربائية التي تعمل بالية روبوتية
الساعات الذكية في اليد
الغسالات وغسالات الصحون
الانظمة التي تحفظ سلامة المنزل
مكيفات الهواء والثرموستات
المواقد الكهربائية وماكينات صناعة الشاي او القهوة
إشارات المرور
آلات بيع القهوة
أجهزة إنذار الحريق وكاشفات أول أكسيد الكربون
الطابعات وادوات التصوير وارسال الفاكس والماسحات ضوئية
الكاميرات الرقمية والفيديو
الالات الحاسبة
مفاتيح بوابة التحكم عن بعد
ميزان الحرارة الرقمي
كواشف الحركة التي تعمل بالاشعة تحت الحمراء
أجهزة المساعد الرقمي الشخصي وأجهزة الكمبيوتر المحمولة باليد مثل اللابتوب
أنظمة الإضاءة
أجهزة الملاحة بنظام GPS
الاجهزة الطبية مثل أجهزة مراقبة معدل ضربات القلب وأجهزة تنظيم ضربات القلب
الاجهزة التي تعمل عند تشغيلها على الحاسوب مثل مشغلات الأقراص المضغوطة او أجهزة iPod ومشغلات MP3
آلات للحصول على بطاقات خاصة بمواقف ركن السيارات.
ماكينات تسجيل المدفوعات النقدية
منصات التوقيع الرقمي
الألعاب الإلكترونية
الثلاجات والمجمدات
خزائن إلكترونية لحفظ الاشياء الثمينة
الراوتر
أنظمة خاصة بتشغيل والتحكم في السيارات (مثبت السرعة ، نظام الفرامل المانعة للانغلاق (ABS) ، التحكم في ناقل الحركة ، حقن الوقود الإلكتروني، أنظمة الترفيه داخل السيارة) [3]

ما المقصود بالجهاز المدمج

الجهاز المدمج هو الجهاز الذي يتضمن نظام تشغيل لغرض معين خاص، قد يكون النظام لهذا الجهاز المدمج قادر على الاتصال بالانترنت.

الجهاز المدمج له تطبيقات عديدة وواسعة في اسواق المستهلكين، والاسواق التجارية واسواق السيارات والاسواق الصناعية، ومجال الرعاية الصحية، وتشير التقديرات الحديثة ان اكثر من 15 مليار جهاز مدمج سيتم توصيله بالانترنت.

يعمل الجهاز المدمج من خلال نظام تشغيل خاص يساعد الجهاز على اداء وظيفته، والامثلة على الاجهزة المدمجة تتضمن غسالات الاطباق وماكينات الصراف الالي المصرفية، اما الاجهزة التي تتصل بالانترنت فيطلق عليها الاجهزة الذكية، واذا لم يملك الجهاز ميزة الاتصال بالانترنت فلا يطلق عليه جهاز ذكي.

وبما ان الاجهزة المدمجة تتضمن موارد حوسبة محددة ومتطلبات طاقة صارمة، فإن كتابة البرامج الخاصة بها تعتبر من المجالات المتخصصة التي لا يستطيع العمل بها سوى من يتقنها، ويتطلب هذا الامر معرفة بالبرمجة ومكونات الاجهزة. [1]

كيف تعمل الاجهزة المدمجة

تتكون الاجهزة المدمجة من مكونات تضمن ان الجهاز يعمل بشكل صحيح دون حدوث اي اعطال اثناء العمل، والمكونات التي تتوافر في اغلب الاجهزة المدمجة هي:

المتحكمات الدقيقة ، والتي تعرف باسم معالجات الإشارات الرقمية (DSP)، وهي خوارزمية معقدة مفيدة للمعالجة الرقمية.
مصفوفات البوابة الميدانية القابلة للبرمجة (FPGA)، وهي خاصة لتعديل او تصميم انظمة الاجهزة المدمجة
تقنية GPU “معالج الرسوميات” وهو بطاقة مدمجة في معالج الجهاز المدمج.
صفائف البوابة
الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC): وهي رقائق تستعمل من اجل اغراض معينة في صناعة الاجهزة المدمجة.

ترتبط انظمة المعالجة المذكورة بمكونات اخرى مفيدة من اجل ادارة الواجهات الكهربائية والميكانيكية، ويتم الاحتفاظ بتعليمات البرمجة من اجل الاجهزة المدمجة في في برامج تسمى البرامج الثابتة، ويتم الاحتفاظ بها في ذاكرة القراءة او في شرائح فلاش تعمل على كمبيوتر او موارد اجهزة محدد، ومن اجل ان تكون الاجهزة المدمجة قابلة للاستعمال، يتم توصيلها بادوات، مثل شاشات العرض. [2]

انواع الاجهزة المدمجة

يمكن ان يتم تقسيم الاجهزة المدمجة الى اربع انواع اعتمادًا على الاداء بالاضافة الى المتطلبات الوظيفية، وهي تشمل

الاجهزة المدمجة ذات نظام التشغيل في الوقت الحقيقي (بنوعيه الناعم والصعب)
الانظمة المدمجة القائمة بذاتها
الانظمة المدمجة الشبكية
الانظمة المدمجة المحمولة

الاجهزة المدمجة ذات نظام التشغيل في الوقت الحقيقي

تم تصميم الاجهزة المدجنة من اجل ان تقوم بالمهمة في الوقت الفعلي وتم تصميم انظمتها وتثبتها من اجل اداء مهام معينة في فترة زمنية محددة، وهذه الاجهزة تقسم الى نوعين مختلفين ايضًا

الاجهزة المدمجة ذات نظام التشغيل في الوقت الحقيقي الناعم: يعتبر اكمال المهمة واتمامها ذو اهمية قصوى لهذه الانظمة، بينما لا يمثل موعيد تسليم هذه المهمة وقت كبير
الاجهزة المدمجة ذات نظام التشغيل في الوقت الحقيقي الصعب: هذه الانظمة تعطي الاهمية الكبرى من اجل المواعيد النهائية، لذلك لا ينبغي ان تتأخر الاجهزة المدمجة عن اداء المهمة في الوقت الفعلي المصمم باي شكل من الاشكال.

ومن الامثلة عن الاجهزة المدمجة ذات نظام التشغيل في الوقت الحقيقي او الفعلي ما يلي

نظام الصوت في الكمبيوتر (نظام تشغيل ناعم في الوقت الحقيقي)
نظام التحكم في الطائرات (نظام تشغيل الوقت الحقيقي الصعب)

الانظمة المدمجة القائمة بذاتها

هذه الانظمة لا تحتاج الى جهاز مضيف مثل الحاسوب او معالج خاص من اجل اداء المهام الموكله اليها، وبعض الامثلة عن الانظمة المدمجة القائمة بذاتها تشمل:

أفران الميكروويف
غسالة الملابس
أجهزة ألعاب الفيديو

الانظمة المدمجة الشبكية

هذه الانظمة تكون مرتبطة ببعضها البعض من خلال شبكة سلكية او لاسلكية من اجل اداء مهام معينة او من اجل توفير المخرجات للاجهزة المتصلة بها، وهي تعتكد على الشبكة المتصلة كي تقوم باداء المهام المعينة الموكلة اليها، وتتألف من مكونات مثل وحدات التحكم واجهزة الاستشعار، والامثلة عن الانظمة المدمجة الشبكية تتضمن ما يلي:

أجهزة الصراف الآلي
أنظمة الأمن في المنزل
ماكينات سحب البطاقات

الانظمة المدمجة المحمولة

هذه الانظمة تعتبر اصغر حجم واسهل في الاستخدام من الانظمة السابقة المذكورة في الاعلى، وعلى الرغم من ان هذه الانظمة تكون ذاكرتها محددة، الا ان الناس يفضلون استعمال هذه الادوات بسبب سهولة نقلها وسهولة استعمالها، والامثلة عن الانظمة المدمجة المحمولة ما يلي:

الكاميرات الرقمية
الهواتف المحمولة
الساعات الذكية
متعقب اللياقة البدنية ومتتبع الحركة. [4]