Hệ thống máy tính nhúng là gì?
Tùy thuộc mục đích sử dụng của một hệ thống máy tính người ta có thể phân loại chúng thành 2 lớp: máy tính nhúng (tên tiếng Anh là Embedded Computer) hay máy tính thông dụng (tên tiếng Anh là General-purpose Computer). Vậy máy tính nhúng là gì? Và Đâu là sự khác biêt giữa máy tính nhúng và máy tính thông dụng?
Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta thường dùng thuật ngữ máy tính để chỉ các hệ thống máy tính để bàn, máy tính xách tay, hệ thống máy chủ, … Các loại máy tính này thuộc về lớp máy tính thông dụng, bởi chúng được thiết kế với phần cứng và hệ điều hành để dùng cho nhiều mục đích ứng dụng khác nhau. Bên cạnh đó, còn tồn tại một số lượng khổng lồ những sản phẩm và thiết bị chẳng hạn điện thoại thông minh, tivi thông minh, điều hòa, tủ lạnh, … mà chúng ta thường không gọi chúng là máy tính, tuy nhiên chúng lại chứa đựng bên trong một hệ thống máy tính dùng cho mục đích điều khiển hoạt động của sản phẩm đó. Những hệ thống máy tính như vậy được gọi là hệ thống máy tính nhúng. Ngày nay, các loại hệ thống nhúng như vậy có mặt trong rất nhiểu chủng loại sản phẩm (như chỉ ra trong Hình 1) từ những sản phẩm dân dụng phục vụ cuộc sống hàng ngày như máy nghe nhạc, đầu phát DVD, điện thoại, ti-vi, tủ lạnh, … đến những sản phẩm trong các ngành công nghiệp ô-tô, hàng hải, hàng không, vũ trụ,… Phần lớn các thiết bị chỉ chứa một hệ thống nhúng trong nó, tuy nhiên nhiều sản phẩm chẳng hạn ô-tô có thể bao gồm từ hàng chục tới hàng trăm hệ thống nhúng đảm nhiệm các chức năng khác nhau trong sản phẩm đó.
Hình 1: Một số ứng dụng của hệ thống máy tính nhúng.
Như vậy, hiểu một cách đơn giản thì thuật ngữ máy tính nhúng được dùng để chỉ bất cứ hệ thống máy tính nào được dùng như một thành phần cấu thành nên một sản phẩm, mà bản thân sản phẩm đó không thường được gọi là máy tính. Do chỉ là một thành phần của một sản phẩm nào đó cho nên các hệ thống máy tính nhúng thường được thiết kế và tối ưu về cả mặt phần cứng và phần mềm với một chức năng chuyên dụng cho sản phẩm đó. Nói cách khác, một hệ thống nhúng không thể dùng cho mục đích khác với mục đích mà nó được thiết kế. Chẳng hạn, một hệ thống máy tính nhúng trong máy giặt không thể dùng để điều khiển tủ lạnh được. Khả năng tương tác của người dùng với các hệ thống này là rất hạn chế. Chẳng hạn, người sử dụng không thể sửa đổi hoặc cài đặt thêm phần mềm ứng dụng cho hệ thống máy tính nhúng trong một chiếc tủ lạnh, điều này chỉ có thể thực hiện bởi nhà sản xuất.
Chúng ta thường thấy các hệ thống máy tính thông thường được trang bị một số lượng hạn chế các thiết bị vào/ra đã được chuẩn hóa như bàn phím, chuột, màn hình, máy in. Các hệ thống máy tính nhúng, trái lại thường sử dụng một số lượng khác nhau các thiết bị vào/ra rất khác nhau về chủng loại và mang tính đặc thù cho từng loại ứng dụng mà nó được thiết kế tới. Chẳng hạn ở đầu vào, các hệ thống nhúng thường được trang bị rất nhiều các loại cảm biến như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, cảm biến gia tốc, cảm biến từ trường, … để thu thập thông tin về các đại lượng vật lý của môi trường mà nó đang giám sát. Ở đầu ra, chúng có thể được trang bị các thiết bị cho mục đích chỉ thỉ như đèn LED, LCD, màn hình, …hoặc các cơ cấu chấp hành như động cơ cho mục điều khiển một đối tượng vật lý nào đó.
