what is embedded system in hindi- एम्बेडेड सिस्टम क्या है?

what is embedded system in hindi/एम्बेडेड सिस्टम क्या है


एक एम्बेडेड सिस्टम कंप्यूटर हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर का एक संयोजन है, जो या तो क्षमता या प्रोग्राम में तय किया जाता है, जो एक बड़े सिस्टम के भीतर एक विशिष्ट फ़ंक्शन या फ़ंक्शन के लिए डिज़ाइन किया गया है। औद्योगिक मशीनें, कृषि और प्रक्रिया उद्योग के उपकरण, ऑटोमोबाइल, चिकित्सा उपकरण, कैमरा, घरेलू उपकरण, हवाई जहाज, वेंडिंग मशीन और खिलौने, साथ ही मोबाइल डिवाइस, एक एम्बेडेड सिस्टम के लिए संभावित स्थान हैं।

एंबेडेड का मतलब होता है वह चीज जो किसी दूसरी चीज से जुड़ी हो। एक एम्बेडेड सिस्टम को एक कंप्यूटर हार्डवेयर सिस्टम के रूप में माना जा सकता है, जिसमें सॉफ्टवेयर एम्बेडेड है। एक एम्बेडेड सिस्टम एक स्वतंत्र प्रणाली हो सकता है या यह एक बड़ी प्रणाली का एक हिस्सा हो सकता है। एक एम्बेडेड सिस्टम एक माइक्रोकंट्रोलर या माइक्रोप्रोसेसर आधारित प्रणाली है जिसे एक विशिष्ट कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उदाहरण के लिए, फायर अलार्म एक एम्बेडेड सिस्टम है; यह केवल धुआं समझेगा।

1.एक एम्बेडेड सिस्टम के तीन घटक होते हैं -

2.इसमें हार्डवेयर है।

3.इसमें एप्लिकेशन सॉफ्टवेयर है।

इसमें रियल टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम (RTOS) है जो एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर की निगरानी करता है और लेटेंसी को नियंत्रित करने की योजना का पालन करते हुए प्रोसेसर को शेड्यूलिंग के अनुसार प्रक्रिया को चलाने के लिए तंत्र प्रदान करता है। RTOS सिस्टम के काम करने के तरीके को परिभाषित करता है। यह एप्लिकेशन प्रोग्राम के निष्पादन के दौरान नियमों को निर्धारित करता है। एक छोटे पैमाने पर एम्बेडेड सिस्टम में RTOS नहीं हो सकता है।

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इसलिए हम एक एम्बेडेड सिस्टम को एक माइक्रोकंट्रोलर आधारित, सॉफ्टवेयर संचालित, विश्वसनीय, वास्तविक समय नियंत्रण प्रणाली के रूप में परिभाषित कर सकते हैं।

एंबेडेड सिस्टम कंप्यूटिंग सिस्टम हैं, लेकिन वे बिना यूजर इंटरफेस (यूआई) वाले हो सकते हैं - उदाहरण के लिए, उन उपकरणों पर, जिनमें सिस्टम को एक ही कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है - जटिल ग्राफिकल यूजर इंटरफेस (GUI), जैसे कि मोबाइल उपकरण। यूजर इंटरफेस में बटन, एलईडी, टचस्क्रीन सेंसिंग आदि शामिल हो सकते हैं। कुछ सिस्टम रिमोट यूजर इंटरफेस का भी उपयोग करते हैं।


History of Embedded system/एम्बेडेड सिस्टम का इतिहास

एंबेडेड सिस्टम 1960 के दशक की है। चार्ल्स स्टार्क ड्रेपर ने अपोलो गाइड कंप्यूटर, अपोलो कमांड मॉड्यूल और लूनर मॉड्यूल पर स्थापित डिजिटल सिस्टम के आकार और वजन को कम करने के लिए 1961 में एक एकीकृत सर्किट (आईसी) विकसित किया। आईसी का उपयोग करने वाला पहला कंप्यूटर, इसने अंतरिक्ष यात्रियों को वास्तविक समय उड़ान डेटा एकत्र करने में मदद की।
1965 में, ऑटोनेटिक्स, जो अब बोइंग का एक हिस्सा है, ने D-17B विकसित किया, कंप्यूटर ने Minuteman I मिसाइल मार्गदर्शन प्रणाली में उपयोग किया। यह व्यापक रूप से पहले बड़े पैमाने पर उत्पादित एम्बेडेड सिस्टम के रूप में मान्यता प्राप्त है। जब 1966 में Minuteman II उत्पादन में गया, तो D-17B को NS-17 मिसाइल मार्गदर्शन प्रणाली से बदल दिया गया, जो कि एकीकृत सर्किट के उच्च-मात्रा उपयोग के लिए जाना जाता है। 1968 में, एक वाहन के लिए पहला एम्बेडेड सिस्टम जारी किया गया था; वोक्सवैगन 1600 ने अपने इलेक्ट्रॉनिक ईंधन इंजेक्शन प्रणाली को नियंत्रित करने के लिए एक माइक्रोप्रोसेसर का उपयोग किया।


1960 के दशक के अंत और 1970 के दशक के प्रारंभ तक, एकीकृत सर्किट की कीमत में गिरावट आई और उपयोग में वृद्धि हुई। 1971 में टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स द्वारा पहला माइक्रोकंट्रोलर विकसित किया गया था। TMS 1000 श्रृंखला, जो 1974 में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हो गई, इसमें 4-बिट प्रोसेसर, रीड-ओनली मेमोरी (ROM) और रैंडम-एक्सेस मेमोरी (RAM), और $ 2 की लागत थी। थोक के आदेश में एप्लाइड।

what is embedded system in hindi- एम्बेडेड सिस्टम क्या है?
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1971 में, इंटेल ने जारी किया, जिसे पहले व्यावसायिक रूप से उपलब्ध प्रोसेसर, 4004 के रूप में व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है। 4-बिट माइक्रोप्रोसेसर को कैलकुलेटर और छोटे इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया था, हालांकि इसके लिए शाश्वत मेमोरी और सपोर्ट चिप्स की आवश्यकता थी। 1972 में जारी 8-बिट इंटेल 8008 में 16 केबी मेमोरी थी; इंटेल 8080 ने 1974 में 64 KB मेमोरी के साथ पीछा किया। 8080 का उत्तराधिकारी, x86 श्रृंखला, 1978 में जारी किया गया था और आज भी बड़े पैमाने पर उपयोग में है।
1987 में, पहला एम्बेडेड ऑपरेटिंग सिस्टम, वास्तविक समय VxWorks, विंड रिवर द्वारा जारी किया गया था, इसके बाद 1996 में माइक्रोसॉफ्ट के विंडोज एंबेडेड CE द्वारा किया गया। 1990 के दशक के अंत तक, पहले एम्बेडेड लिनक्स उत्पाद दिखाई देने लगे। आज, लगभग सभी एम्बेडेड उपकरणों में लिनक्स का उपयोग किया जाता है।

Characteristics of an Embedded System/एक एंबेडेड सिस्टम के लक्षण


एक एंबेडेड सिस्टम के लक्षण
एकल-कार्य - एक एम्बेडेड सिस्टम आमतौर पर एक विशेष ऑपरेशन करता है और एक ही बार-बार करता है। उदाहरण के लिए: एक पेजर हमेशा पेजर के रूप में कार्य करता है।

कसकर विवश - सभी कंप्यूटिंग सिस्टम में डिज़ाइन मेट्रिक्स पर बाधाएं हैं, लेकिन एक एम्बेडेड सिस्टम पर विशेष रूप से तंग हो सकते हैं। डिज़ाइन मेट्रिक्स कार्यान्वयन की सुविधाओं जैसे उसकी लागत, आकार, शक्ति और प्रदर्शन का एक माप है। यह एक चिप पर फिट होने के लिए एक आकार का होना चाहिए, वास्तविक समय में डेटा को संसाधित करने और बैटरी जीवन का विस्तार करने के लिए न्यूनतम शक्ति का उपभोग करने के लिए पर्याप्त तेजी से प्रदर्शन करना चाहिए।

प्रतिक्रियाशील और वास्तविक समय - कई एम्बेडेड सिस्टम को सिस्टम के वातावरण में परिवर्तन के लिए लगातार प्रतिक्रिया करनी चाहिए और बिना किसी देरी के वास्तविक समय में कुछ परिणामों की गणना करनी चाहिए। कार क्रूज़ कंट्रोलर के उदाहरण पर विचार करें; यह लगातार गति और ब्रेक सेंसर की निगरानी और प्रतिक्रिया करता है। यह सीमित समय के भीतर बार-बार त्वरण या डी-त्वरण की गणना करना चाहिए; विलंबित संगणना से कार को नियंत्रित करने में विफलता हो सकती है।

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माइक्रोप्रोसेसर आधारित - यह माइक्रोप्रोसेसर या माइक्रोकंट्रोलर आधारित होना चाहिए।

मेमोरी - इसमें एक मेमोरी होनी चाहिए, क्योंकि इसका सॉफ्टवेयर आमतौर पर ROM में एम्बेड होता है। यह कंप्यूटर में किसी भी माध्यमिक यादों की जरूरत नहीं है।

कनेक्टेड - इसमें इनपुट और आउटपुट डिवाइस को कनेक्ट करने के लिए कनेक्टेड पेरिफेरल होना चाहिए।

HW-SW सिस्टम - सॉफ्टवेयर का उपयोग अधिक सुविधाओं और लचीलेपन के लिए किया जाता है। हार्डवेयर का उपयोग प्रदर्शन और सुरक्षा के लिए किया जाता है।


Embedded system hardware/एंबेडेड सिस्टम हार्डवेयर

एंबेडेड सिस्टम हार्डवेयर माइक्रोप्रोसेसर- या माइक्रोकंट्रोलर-आधारित हो सकता है। या तो मामले में, एक एकीकृत सर्किट उस उत्पाद के दिल में होता है जिसे आमतौर पर वास्तविक समय के संचालन के लिए गणना करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है। माइक्रोप्रोसेसरों में माइक्रोकंट्रोलर से नेत्रहीन रूप से अप्रभेद्य होते हैं, लेकिन जबकि माइक्रोप्रोसेसर केवल एक केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई (सीपीयू) को लागू करता है और इस प्रकार, मेमोरी चिप्स जैसे अन्य घटकों को जोड़ने की आवश्यकता होती है, माइक्रोकंट्रोलर को स्व-निहित सिस्टम के रूप में डिज़ाइन किया गया है।

माइक्रोकंट्रोलर्स में न केवल एक सीपीयू, बल्कि मेमोरी और पेरिफेरल्स जैसे फ्लैश मेमोरी, रैम या सीरियल कम्युनिकेशन पोर्ट भी शामिल हैं। क्योंकि माइक्रोकंट्रोलर पूर्ण (यदि अपेक्षाकृत कम कंप्यूटर शक्ति) सिस्टम को लागू करते हैं, तो उन्हें अक्सर अधिक जटिल कार्यों पर उपयोग करने के लिए रखा जाता है। उदाहरण के लिए, माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग वाहनों, रोबोटों, चिकित्सा उपकरणों और घरेलू उपकरणों के संचालन में किया जाता है। माइक्रोकंट्रोलर क्षमता के उच्च अंत में, चिप (SoC) पर शब्द प्रणाली का उपयोग अक्सर किया जाता है, हालांकि रैम, घड़ी की गति और इतने पर कोई सटीक परिसीमन नहीं होता है।

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2013 में एम्बेडेड बाजार $ 140 बिलियन से अधिक होने का अनुमान लगाया गया था, कई विश्लेषकों ने 2020 तक 20 बिलियन डॉलर से बड़े बाजार का अनुमान लगाया है। एम्बेडेड सिस्टम के लिए चिप्स के निर्माताओं में कंप्यूटर की दुनिया के कई मेनस्टेज शामिल हैं, जैसे कि Apple, IBM, Intel और टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स, साथ ही कई अन्य कंपनियों के क्षेत्र के बाहर उन लोगों के लिए कम परिचित हैं। आर्म इस स्पेस में एक अत्यधिक प्रभावशाली विक्रेता रहा है। कंपनी, एकोर्न के प्रकोप के रूप में शुरू हुई, जो कि शुरुआती पीसी का एक अमेरिकी निर्माता था। अन्य कंपनियों द्वारा लाइसेंस के तहत निर्मित आर्म चिप्स, कम निर्देश सेट कंप्यूटर (RISC) वास्तुकला पर आधारित हैं और अक्सर मोबाइल फोन में उपयोग किए जाते हैं; वे अंतर्निहित दुनिया में सबसे व्यापक रूप से तैनात एसओसी बने हुए हैं, जिसमें अरबों इकाइयाँ हैं।

Embedded system software/एंबेडेड सिस्टम सॉफ्टवेयर


एक विशिष्ट औद्योगिक माइक्रोकंट्रोलर विशिष्ट एंटरप्राइज़ डेस्कटॉप कंप्यूटर की तुलना में अपरिष्कृत है और आम तौर पर सरल, कम-मेमोरी-गहन प्रोग्राम परिवेश पर निर्भर करता है। सरलतम डिवाइस नंगे धातु पर चलते हैं और चिप सीपीयू की मशीन कोड भाषा का उपयोग करके सीधे प्रोग्राम किए जाते हैं।

what is embedded system in hindi- एम्बेडेड सिस्टम क्या है?
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अक्सर, एम्बेडेड सिस्टम ऑपरेटिंग सिस्टम या भाषा प्लेटफार्मों का उपयोग एम्बेडेड उपयोग के अनुरूप करते हैं, विशेष रूप से जहां वास्तविक समय ऑपरेटिंग वातावरण को परोसा जाना चाहिए। चिप क्षमता के उच्च स्तर पर, जैसे कि SoCs में पाए जाने वाले, डिजाइनरों ने तेजी से निर्णय लिया है कि सिस्टम आम तौर पर पर्याप्त तेज़ हैं और कार्य प्रतिक्रिया समय में मामूली बदलावों को सहन करने वाले होते हैं जो निकट-वास्तविक समय के दृष्टिकोण उपयुक्त होते हैं। इन उदाहरणों में, लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम के स्ट्रिप-डाउन संस्करणों को आम तौर पर तैनात किया जाता है, हालांकि एम्बेडेड ऑपरेटिंग सिस्टम पर चलने के लिए अन्य ऑपरेटिंग सिस्टम को नीचे रखा गया है, जिसमें एंबेडेड जावा और विंडोज आईओटी (पूर्व में विंडोज एंबेडेड) शामिल हैं।

आम तौर पर, एम्बेडेड उपकरणों पर प्रोग्राम और ऑपरेटिंग सिस्टम का भंडारण फ्लैश या रीराइटेबल फ्लैश मेमोरी का उपयोग करता है।

Embedded firmware/एंबेडेड फर्मवेयर

एम्बेडेड सिस्टम पर फर्मवेयर, जिसे एम्बेडेड फर्मवेयर के रूप में संदर्भित किया जाता है, विशिष्ट उपकरण है जो एक डिवाइस की मेमोरी में लिखा जाता है जो ROM के उद्देश्य को पूरा करता है, लेकिन इसे और अधिक आसानी से अपडेट किया जा सकता है। फर्मवेयर को गैर-वाष्पशील मेमोरी डिवाइस में ROM, प्रोग्रामेबल ROM, इरेजेबल PROM या फ्लैश मेमोरी सहित स्टोर किया जा सकता है। एंबेडेड फर्मवेयर का उपयोग विभिन्न डिवाइस और सिस्टम फ़ंक्शंस को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, डिवाइस को अन्य उपकरणों के साथ संवाद करने, विशिष्ट कार्य करने और इनपुट और आउटपुट कार्यक्षमता प्रदान करने के तरीके के बारे में बताना।

एम्बेड किए गए फर्मवेयर और एम्बेडेड सॉफ़्टवेयर के बीच परिसीमन धुंधला हो रहा है, लेकिन एम्बेडेड सॉफ़्टवेयर अक्सर हार्डवेयर के एक टुकड़े पर चलने वाले एकमात्र कोड को संदर्भित करता है, जबकि फर्मवेयर उस चिप का भी उल्लेख कर सकता है जिसमें डिवाइस का मूल इनपुट / आउटपुट सिस्टम (BIOS) या यूनिफाइड एक्सटेंसिबल फर्मवेयर इंटरफेस (UEFI), जो सॉफ्टवेयर और एक सिस्टम के ऑपरेटिंग सिस्टम को जोड़ता है।

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Embedded systems vs. VLSI/वीएलएसआई बनाम एंबेडेड सिस्टम


बहुत बड़े पैमाने पर एकीकरण, या वीएलएसआई, एक शब्द है जो एक एकीकृत सर्किट की जटिलता का वर्णन करता है। वीएलएसआई सैकड़ों हजारों ट्रांजिस्टर को एक चिप में एम्बेड करने की प्रक्रिया है, जबकि एलएसआई (बड़े पैमाने पर एकीकरण) माइक्रोचिप्स में हजारों ट्रांजिस्टर होते हैं, एमएसआई (मध्यम पैमाने पर एकीकरण) में सैकड़ों ट्रांजिस्टर होते हैं, और एसएसआई (छोटे पैमाने पर एकीकरण) होते हैं। ट्रांजिस्टर के दसियों। ULSI, या अल्ट्रा-बड़े पैमाने पर एकीकरण, एक चिप पर लाखों ट्रांजिस्टर रखने को संदर्भित करता है।

वीएलएसआई सर्किट एम्बेडेड सिस्टम की सामान्य विशेषताएं हैं। एम्बेडेड सिस्टम में कई आईसी वीएलएसआई हैं, और वीएलएसआई संक्षिप्तिकरण का उपयोग काफी हद तक एहसान से बाहर हो गया है।

Debugging embedded systems/एम्बेडेड सिस्टम डिबगिंग

एक क्षेत्र जहां एम्बेडेड सिस्टम ऑपरेटिंग सिस्टम और अन्य के विकास के वातावरण के साथ भाग लेता है, बड़े पैमाने पर कंप्यूटर डिबगिंग के क्षेत्र में है। जबकि डेस्कटॉप कंप्यूटर वातावरण के साथ काम करने वाले प्रोग्रामर में सिस्टम होते हैं जो विकसित किए जा रहे दोनों कोड को चला सकते हैं और डिबगर अनुप्रयोगों को अलग-अलग कर सकते हैं जो विकास कोड के कार्यों की निगरानी करते हैं क्योंकि इसे निष्पादित किया जाता है, एम्बेडेड सिस्टम प्रोग्रामर आमतौर पर नहीं कर सकते हैं।


कुछ प्रोग्रामिंग भाषाएं पर्याप्त दक्षता के साथ माइक्रोकंट्रोलर पर चलती हैं जो अल्पविकसित इंटरएक्टिव डिबगिंग सीधे चिप पर उपलब्ध हैं। इसके अतिरिक्त, प्रोसेसर में अक्सर सीपीयू डिबगर्स होते हैं जिन्हें नियंत्रित किया जा सकता है - और, इस प्रकार, एक जेटीएजी या इसी तरह के डीबगिंग पोर्ट के माध्यम से प्रोग्राम निष्पादन को नियंत्रित करते हैं।



कई उदाहरणों में, हालांकि, एम्बेडेड सिस्टम के प्रोग्रामर को ऐसे उपकरणों की आवश्यकता होती है जो एक सीरियल या अन्य पोर्ट के माध्यम से एक अलग डिबगिंग सिस्टम को लक्ष्य प्रणाली से जोड़ते हैं। इस परिदृश्य में, प्रोग्रामर पारंपरिक निजी कंप्यूटर की स्क्रीन पर स्रोत कोड देख सकता है, जैसा कि डेस्कटॉप कंप्यूटर पर सॉफ़्टवेयर के डीबगिंग में मामला होगा। एक अलग, अक्सर उपयोग किया जाने वाला दृष्टिकोण एक पीसी पर सॉफ़्टवेयर चलाने के लिए है जो सॉफ़्टवेयर में भौतिक चिप का अनुकरण करता है, इस प्रकार सॉफ़्टवेयर के प्रदर्शन को डीबग करना संभव बनाता है जैसे कि यह एक वास्तविक, भौतिक चिप पर चल रहा था।

मोटे तौर पर, एम्बेडेड सिस्टम ने परीक्षण और डिबगिंग पर अधिक ध्यान दिया है क्योंकि एम्बेडेड नियंत्रण का उपयोग करने वाले उपकरणों की एक बड़ी संख्या उन परिस्थितियों में उपयोग के लिए डिज़ाइन की गई है जहां सुरक्षा और विश्वसनीयता शीर्ष प्राथमिकताएं हैं।

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