آشنایی با سیستم های نهفته و معماری esp32

سیستم های نهفته محاسبه گر های ساده سبک و قدرت مندی هستند . ترکیبی از سخت افزار و نرم افزار کامپیوتر که برای کاربرد های خاص طراحی شدن . تا بتونن عملکرد های گوناگونی داشته باشن .

سیستم های نهفته انواع مختلفی دارن که در جای جای صنعت دیده میشه .

اگر بخوایم به ساده ترین شکل بگیم سیستم های نهفته چی هستن . سیستم های نهفته کامپیوتر های ساده و تک بردی هستن که میتونیم خودمون برنامه براشون بنویسیم .

عناصر یک سیستم نهفته :

• پردازنده مرکزی .
• پریفرال ها
• سنسور ها و دریافت کننده های اطلاعات
• اعمال کننده های دستور
• ریجستر ها
• پرتوکل ها

پردازنده :

یونیت پردازشگر ما در یک سیستم نهفته میتونه تنها یک میکرو پروسسور باشه که فقط محاسبات رو انجام میده و به صورت یک مدار مجتمع هست . یا میتونه یک میکرو کنترلر باشه .

یک میکروکنترلر در واقع یک soc هست . برعکس کامپیوتر ها که قطعات جدا از هم زیادی دارند . یک میکروکنترلر به تنهایی همه اجزا یک سیستم را در زیر یک چیپ دارد . حافظه پریفرال gpio و .. .این در اجرای پروژه ها کمک زیادی به مامیکند .

در یک میکروکنترلر یک پردازشگر در کنار واحد های حافظه ای چون rom ram و همه پریفرال ها قرار دارد .

اینها طراحی شدن تا کار های خاصی رو انجام بدن .

شیوه اجرای تسک در میکروکنترلر ها bare-metal هست .

پریفرال ها (peripherals):

پریفرال ها دیوایس های جانبی هستند که به سیستم کمک میکنند تا متغییر های خارجی را بخواند یا دستورات لازم را به محیط اعمال کند . در واقع رابط بین پردازنده و دنیای بیرون پریفرال هاهستند . برای مثال اگر ما یک سیستم نهفته بودیم چشم یکی از انواع ماژول هایی بود که به کمک پریفرال های بینایی به ساختار عصبی مغز متصل میشد .

بخشی از پریفرال های سخت افزاری را در قسمت پایین نام بردم.

• SCI or Serial Communication Interfaces: RS-232, RS-422, RS-485, etc.
• Synchronous Serial Communication Interface: I2C, SPI, SSC
• Universal Serial Bus (USB)
• MMC or Multi Media Cards (SD cards, Compact Flash, etc.)
• Networks: Ethernet, LonWorks, etc.
• Fieldbuses: CAN-Bus, LIN-Bus, PROFIBUS, etc.
• Timers: PLL(s), Capture/Compare, and Time Processing Units
• Discrete IO: aka General Purpose Input/Output (GPIO)
• Analog to Digital/Digital to Analog (ADC/DAC)
• Debugging such as JTAG, ISP, BDM Port, BITP, and DB9 ports.

هرکدوم رو جدا سرچ کنید و دربارش بخونید خیلی مطالب گسترده ای هست و جاش توی این جلسه نیست .

از جلسه بعد هم به اموزش همین پریفرال ها میپردازیم .

پروتکل ها :

پروتکل ها درواقع یک سری قوانین هستن که در اجرای کار ها باید رعایت بشن . تا دیوایس ها توانایی ارتباط با یکدیگر رو داشته باشن. سه چیز در پروتکل ها بیشترین اهمیت رو داره :

چه نوع دیتایی میتونه ارسال شه .

چه دستوری استفاده میشه برای ارسال و دریافت دیتا .

چطور دیتا ارسال میشه .

این خلاصه ای بود از سیستم های نهفته و اجزائ تشکیل دهنده اون . البته سه جز رو نگفتم چون سرچ کردنشون توسط شما خیلی بهتر بود.

حالا میرسیم به بحث esp32

پردازنده هایی که در سیستم های نهفته استفاده دارند معماری های مختلفی ممکنه داشته باشند .

پردازنده ای که ما باهاش کار میکنیم .از معماری risc-v کمک گرفته تا بتونه قابلیت های زیادی رو با قیمت کم برامون فراهم کنه . در ادامه به معرفی معماری esp32 میپردازیم . برید قسمت بعدی اموزش