從汽水自動售貨機到汽車系統,幾乎所有東西都可以在嵌入式計算機上運行。即使嵌入式計算機涵蓋了廣泛的專用系統,但它們之間也具有共同的特徵,這些共同的特徵在許多計算條件下都具有出色的優勢:
通過熱管和散熱器的被動冷卻消除了對將內部組件暴露於灰塵和碎屑的機械風扇的需求。大多數嵌入式計算機使用低熱設計功率(TDP)組件並結合了無源冷卻設計。這種結合是嵌入式計算的關鍵特性,可幫助散發組件產生的有害熱量。這種類型的設計使其可用於可能無法控制温度的堅固型應用中的嵌入式計算部署。
堅固的設計特性可支持較寬的工作温度,較寬的電壓以及抗衝擊和振動的能力。這些功能對於確保產品的壽命和穩定性以最小化故障點是必不可少的。寬範圍的工作温度允許在無法控制温度的室外環境中進行部署,對於遇到電壓尖峯的環境,必須提供寬電壓保護。此外,抗震和抗振性對於車載應用來説是不可或缺的,尤其是對於要求可靠性的關鍵任務服務而言。
低維護和可靠性對於嵌入式計算機至關重要,這就是為什麼它們依賴無風扇和無電纜設計來最大程度地減少移動部件的數量的原因。這些特定類型的設計降低了可能存在衝擊和振動元素的惡劣應用中損壞組件的風險。
嵌入式計算機的專用特性使它們能夠利用定製軟件來最大程度地減少硬件要求。例如,Microsoft 提供了專門針對嵌入式和IoT應用程序的Windows版本(Win 10 IoT)。Windows 10 IoT具有有用的開發人員工具和信息支持,可簡化流程,因此您可以創建自己的IoT願景。
例如,英特爾提供了一系列多核SoC移動處理器,這些處理器具有低功耗的高能效處理功能。這消除了對風扇和運動組件的需求,從而減少了功耗,從而實現了總體上更低的成本。
物聯網(IoT) 將成為嵌入式系統主要參與者的基石,他們希望通過AI,機器學習和邊緣計算來轉變其產品。物聯網生態系統將它們收集的感官數據與嵌入式計算機的處理能力結合在一起,可以對其進行分析並用於可行的結果。物聯網鼓勵公司提高生產力,並重新考慮其開展業務的方式。
安全和監視技術具有嵌入式計算機,這些計算機使用面部識別來跟蹤人員,並使用機器學習分析來實時識別人員。
嵌入式計算機與通用計算機
嵌入式計算機和通用計算機之間的主要區別在於其設計理念。嵌入式計算機是特定於任務的,專用於在幾乎沒有人為交互的情況下儘可能高效地完成單個任務。它們的專用性質利用了輕量級軟件和板載ASICS(專用集成電路)的優勢,以最大程度地降低硬件成本和功耗。 而且由於它們在 各種各樣的環境中使用,因此設計它們的方法將取決於它們的使用位置。大多數嵌入式計算機都具有插槽或SoC CPU設計 兼顧最佳性能和性能。在需要更高性能的情況下,使用插槽CPU設計將是理想的選擇。但是,如果您需要性能較低但功能強大的產品,那麼SoC芯片就足夠了。
相對於嵌入式計算機,通用計算機的主要特徵是其具有多種用途的重新配置能力。可以使它們進行任何類型的編程,從而使它們具有相對更靈活的應用程序。這更適合辦公室或家庭中的日常應用。
嵌入式計算機系統類別以及它們如何分類?
實時嵌入式計算機 可對緊急情況做出快速響應,並不斷對系統環境的變化做出反應。這些系統中使用了優質的硬件,以最大程度地減少任何潛在的故障點,因為無法將其關閉進行維修,並且出於安全原因必須保持運行狀態。如今,對於用於海底火車信號維護和航空導航的實時嵌入式系統有很高的需求。
網絡嵌入式計算機依賴於連接的網絡來執行其分配的任務。該網絡可以是局域網或廣域網,並且該網絡的連接可以是有線或無線的。最突出的應用是在辦公室安全系統中,這些系統將不同的傳感器和控制器連接起來以起作用。
移動嵌入式計算機用於移動連接,因此它們在內存等資源上非常有限。由於尺寸緊湊,它們被用於智能手機和數碼相機。
堅固的嵌入式計算機是緊湊而強大的系統,旨在承受最嚴酷的環境和極端温度。這些小型,堅固的系統是關鍵任務應用(例如患者監護和軍事防禦)的理想解決方案。