Ứng dụng máy tính nhúng
trong công nghiệp
Có thể khẳng định mọi người đều biết máy tính là gì. Song
rất nhiều người không thể phân biệt được sự khác nhau giữa
một máy tính đa dụng với một máy tính nhúng. Máy tính đa
dụng như PC văn phòng điển hình được sử dụng để chạy
hàng loạt chương trình và ứng dụng.
Thí dụ, rất nhiều người trong chúng ta đã từng sử dụng phần
mềm xử lí văn bản Word, các chương trình bảng tính, các
tiện ích của email hay hàng nghìn trò chơi máy tính có trên
thị trường. Trong khi đó, máy tính nhúng được thiết kế để
thực hiện một ứng dụng cụ thể như giám sát cửa an ninh, báo
cáo tình trạng của cảm biến cho một hệ thống điều khiển hay
quản lí đèn giao thông tại chỗ giao nhau đông người qua lại.
Có hai ưu điểm khi sử dụng máy tính nhúng. Đầu tiên là
giảm thiểu được chi phí. Thứ hai là chúng dễ dàng triển khai.
Trên thực tế, cả hai ưu điểm đó đều liên quan đến kích thước
của máy tính nhúng. Do máy tính nhúng thường nhỏ hơn
nhiều so với máy tính có đa dụng, và không cần phải mua
một màn hình, bàn phím, chuột nên chi phí ít hơn cho một hệ
thống máy tính đa dụng. Kích thước giảm đi cũng giúp triển
khai các máy tính nhúng một số lượng lớn các địa điểm từ xa
một cách dễ dàng hơn.
Địa điểm cho ứng dụng của bạn có thể có tác động lớn đến
loại thiết bị mà bạn mua, và điều này cũng đúng đối với máy
tính nhúng. Một ví dụ đơn giản là ứng dụng cửa ra vào. Nếu
lối vào là một cánh cửa nằm bên trong một tòa nhà có điều
hòa, máy tính nhúng chỉ cần hoạt động tin cậy trong một dải
nhiệt độ hẹp và độ ẩm tương đối thấp. Ngược lại, nếu lối vào
nằm ở ngoài trời, bạn có thể cần phải sử dụng một máy tính
nhúng đảm bảo hoạt động tin cậy trong nhiệt độ cực lạnh (ví
dụ, thấp -35°C), và nhiệt độ cực nóng (ví dụ như cao +70°C).
Đối với các ứng dụng nhúng liên quan đến điều kiện môi
trường khắc nghiệt, bạn nên sử dụng máy tính nhúng đáp ứng
các tiêu chuẩn sau đây:
l Truy cập luôn sẵn sàng: Một thiết kế vững chắc và khả năng
quản lí từ xa là một điều bắt buộc nhằm giảm thiểu chi phí
bảo dưỡng và đảm bảo máy tính nhúng hoạt động một cách
tin cậy.
l Truyền thông tin cậy: Đối với các ứng dụng đòi hỏi một
kiến trúc hệ thống phân tán, phải đảm bảo sử dụng máy tính
nhúng đem đến lựa chọn các giao diện và hỗ trợ các giao
thức truyền thông bảo mật.
l Phù hợp với môi trường khắc nghiệt: Rất nhiều các ứng
dụng công nghiệp cần đến hệ số hình dạng tiêu chuẩn DIN-
rail và hỗ trợ nhiệt độ hoạt động rộng. Đối với các bus và
thiết bị lắp đặt trên máy với các bộ phận chuyển động, cần
phải xem xét đến khả năng chống rung.
l Lựa chọn mở rộng linh hoạt: Máy tính nhúng với nhiều khe
mở rộng, nhiều lựa chọn bộ nhớ và cổng giao tiếp đem lại
cho nhà tích hợp hệ thống nhiều lựa chọn hơn khi thiết kế
một hệ thống mới và khi tái sử dụng thiết bị hiện có cho các
ứng dụng khác.
l Quản lí hiệu quả: Có khả năng lắp đặt máy tính nhúng
nhanh chóng và dễ dàng là điều cần thiết khi giải quyết vấn
đề của các hệ thống lớn. Ngoài ra, khả năng quản lí từ xa
giúp nâng cao độ tin cậy của hệ thống và giúp dễ dàng cấu
hình cũng như cập nhật vi chương trình và phần mềm.
Hướng đến sự linh hoạt cao hơn
Mặc dù các máy tính nhúng không đòi hỏi một màn hình, bàn
phím và chuột nhưng chúng vẫn cần đến các phương tiện
giao tiếp với các thiết bị khác trong hệ thống. Ở mức tối thiểu
thì máy tính cũng cần có một hoặc 2 cổng serial để kết nối
với các thiết bị ngoài. Tuy nhiên, đối với máy tính nhúng là
một thành phần tồn tại độc lập trong một hệ thống điều khiển
hiện đại, nó cũng cần có khả năng kết nối với nhiều loại giao
thức khác: