WEBVTT

00:00.090 --> 00:01.050
ผู้บรรยาย: ในบทนี้

00:01.050 --> 00:03.720
เราจะเริ่มพูดถึงระบบฝังตัวบางระบบ

00:03.720 --> 00:05.610
เมื่อเราพูดถึงระบบฝังตัว

00:05.610 --> 00:10.980
นี่คือระบบคอมพิวเตอร์ที่ออกแบบมาเพื่อทำหน้าที่เฉพาะและเฉพาะ

00:10.980 --> 00:13.260
ตอนนี้ บ่อยครั้งเมื่อเราพูดถึงระบบฝังตัว

00:13.260 --> 00:14.490
เรากำลังพูดถึงสิ่งอื่นๆ

00:14.490 --> 00:18.150
ในพื้นที่การผลิตหรือพื้นที่การทำงานอัตโนมัติ

00:18.150 --> 00:22.770
ดังนั้นเราอาจมีไมโครคอนโทรลเลอร์ในระบบน้ำหยดทางการแพทย์ที่มีงานเดียว

00:22.770 --> 00:24.840
เป็นการวัดปริมาณของเหลวที่ผ่านเครื่องนั้นและเข้าสู่

00:24.840 --> 00:29.520
IV ของคุณ เพื่อให้คุณสามารถให้สิ่งที่ผู้ป่วยต้องการได้

00:29.520 --> 00:33.030
คุณอาจมีอีกอันหนึ่งสำหรับระบบควบคุมที่โรงบำบัดน้ำ

00:33.030 --> 00:36.870
และหน้าที่รับผิดชอบคือต้องแน่ใจว่าน้ำไหลผ่านในอัตราที่กำหนด

00:36.870 --> 00:41.940
และพวกเขาจะเปิดหรือปิดวาล์วเพื่อให้แน่ใจว่าเรารักษาปริมาณที่ไหลผ่านระบบ

00:41.940 --> 00:43.307
นี่คือแนวคิดของระบบฝังตัว

00:43.307 --> 00:47.610
และอาจเป็นอุปกรณ์ที่เรียบง่ายมากๆ หรืออาจเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนและมีระบบปฏิบัติการเต็มรูปแบบ

00:47.610 --> 00:52.890
เช่น Linux หรือ Android ที่ใช้ในการรันระบบประเภทนี้

00:52.890 --> 00:54.360
มันขึ้นอยู่กับ

00:54.360 --> 00:58.710
ตอนนี้ ในบทเรียนนี้ ฉันจะเน้นเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบฝังตัวที่มีฟังก์ชันเดียว

00:58.710 --> 01:05.100
และมีระบบปฏิบัติการหรือไมโครโปรเซสเซอร์เฉพาะของตนเองเพื่อทำหน้าที่ดังกล่าว

01:05.100 --> 01:07.950
เช่น ที่บ้านฉันมีสมาร์ทมิเตอร์

01:07.950 --> 01:11.550
ดังนั้น ถ้าฉันออกไปข้างบ้าน ฉันสามารถดูมิเตอร์ไฟฟ้าที่บ้านของฉันได้

01:11.550 --> 01:17.010
และมันจะบอกว่าฉันใช้ไปกี่กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง และใช้เวลาไปเท่าไร

01:17.010 --> 01:24.420
ตอนนี้ข้อมูลนี้เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตแล้ว ดังนั้นบริษัทไฟฟ้าจึงไม่ต้องส่งคนมาที่บ้านเพื่ออ่านมิเตอร์นี้เดือนละครั้ง

01:24.420 --> 01:26.730
ตอนนี้ทุกอย่างทำด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์แทน

01:26.730 --> 01:36.600
พวกเขาทำสิ่งนี้โดยใช้โมเด็มเซลลูลาร์และเชื่อมต่อผ่านเครือข่ายเซลลูลาร์กลับทางอินเทอร์เน็ตไปยังสำนักงานใหญ่และเซิร์ฟเวอร์เพื่อป้อนข้อมูลของสิ่งที่เราใช้สำหรับการใช้พลังงาน

01:36.600 --> 01:37.770
หากคุณดูที่มิเตอร์ที่บ้าน

01:37.770 --> 01:40.200
คุณอาจมีบางอย่างที่คล้ายกันมาก

01:40.200 --> 01:46.530
ปัจจุบัน ระบบฝังตัวประเภทนี้ถือเป็นสภาพแวดล้อมแบบสแตติกซึ่งไม่มีการเปลี่ยนแปลงหรืออนุญาตบ่อยครั้ง

01:46.530 --> 01:50.010
คุณอัปเกรดซอฟต์แวร์บนมาตรวัดไฟฟ้าครั้งสุดท้ายเมื่อใด

01:50.010 --> 01:51.210
คุณอาจไม่เคยมี

01:51.210 --> 01:54.120
และบริษัทผลิตไฟฟ้าก็คงไม่ทำบ่อยนักเช่นกัน

01:54.120 --> 01:56.190
นั่นคือแนวคิดของระบบฝังตัวเหล่านี้

01:56.190 --> 02:00.870
พวกเขาเป็นระบบที่ถอดแบบมากซึ่งทำขึ้นเพื่อจุดประสงค์เดียวและจุดประสงค์เดียวเท่านั้น

02:00.870 --> 02:05.490
และการทำเช่นนี้จะช่วยให้พวกเขาปลอดภัยมากขึ้นเพราะพวกเขาไม่มีรหัสพิเศษมากมาย

02:05.490 --> 02:06.720
แต่ถ้าโค้ดต้นฉบับนั้นไม่ได้ถูกสร้างให้อยู่ในสภาพที่ดี

02:06.720 --> 02:13.860
การอัปเดตนั้นทำได้ยากเนื่องจากสิ่งเหล่านี้ไม่ได้สร้างมาเพื่อให้สามารถรับการอัปเดตซอฟต์แวร์ได้บ่อยครั้ง

02:13.860 --> 02:19.800
ด้วยเหตุนี้ ระบบฝังตัวจึงมักมีการสนับสนุนน้อยมากสำหรับการระบุและแก้ไขปัญหาด้านความปลอดภัย

02:19.800 --> 02:22.860
คุณไม่สามารถเรียกบริษัทไฟฟ้าและบอกให้พวกเขามารักษาความปลอดภัยมิเตอร์ของคุณได้

02:22.860 --> 02:25.050
นั่นไม่ใช่ส่วนหนึ่งของสิ่งที่พวกเขากำลังจะทำเพื่อคุณ

02:25.050 --> 02:27.840
พวกเขาจะทำตามที่พวกเขาต้องการเพราะเป็นอุปกรณ์ของพวกเขา

02:27.840 --> 02:30.150
และบ่อยครั้งหากคุณมีระบบฝังตัวภายในโรงงานหรือภายในโรงงานของคุณ

02:30.150 --> 02:35.220
หากคุณอยู่ในพื้นที่การผลิต คุณจะได้รับการสนับสนุนจากผู้ผลิตรายนั้นอย่างจำกัด

02:35.220 --> 02:39.510
และนี่คือพื้นที่ที่คุณต้องการนำอุปกรณ์ทั้งหมดเหล่านี้เข้าสู่เครือข่ายแยกต่างหากและไม่ต้องเชื่อมต่อกลับเข้ากับอินเทอร์เน็ตในวงกว้าง

02:39.510 --> 02:44.970
ซึ่งนี่อาจเป็นพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีความเสี่ยงสำหรับคุณ

02:44.970 --> 02:46.410
ตอนนี้ เมื่อเราพูดถึงระบบฝังตัว

02:46.410 --> 02:51.030
จะมีคำที่เรียกว่า PLC ซึ่งเป็นตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้

02:51.030 --> 02:55.230
นี่คือประเภทของคอมพิวเตอร์ที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรมหรือกลางแจ้ง

02:55.230 --> 02:57.960
และสามารถทำให้ระบบกลไกสมัยใหม่ของเราเป็นอัตโนมัติได้

02:57.960 --> 02:59.760
ตอนนี้ เมื่อคุณนึกถึง PLC ฉันอยากให้คุณนึกถึงบางอย่าง

02:59.760 --> 03:05.370
เช่น การผลิตที่กำลังจะเปิดหรือปิดวาล์วเพื่อให้น้ำเข้ามามากหรือน้อย

03:05.370 --> 03:07.140
นั่นคือแนวคิดของ PLC

03:07.140 --> 03:09.780
เป็นตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้

03:09.780 --> 03:14.250
ตอนนี้ PLC เหล่านี้ทำงานบนเฟิร์มแวร์เพราะเป็นระบบฝังตัว

03:14.250 --> 03:20.280
ดังนั้นเฟิร์มแวร์ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์บนชิปจึงสามารถแพตช์และตั้งโปรแกรมใหม่เพื่อแก้ไขช่องโหว่เมื่อเกิดขึ้น

03:20.280 --> 03:25.230
แต่อีกครั้ง มีกระบวนการที่เฉพาะเจาะจงมากและมักจะได้รับการสนับสนุนจากผู้ผลิตอย่างจำกัด

03:25.230 --> 03:28.350
ไม่เหมือนกับ Microsoft ที่พวกเขาจะออกแพตช์ให้คุณทุกวันอังคาร

03:28.350 --> 03:31.140
ด้วย PLC เหล่านี้ คุณอาจได้รับโปรแกรมแก้ไขทุกๆ หกเดือน

03:31.140 --> 03:32.550
หรือหนึ่งปี หรือสองปี

03:32.550 --> 03:35.520
โดยปกติแล้วจะใช้เวลานานมากในระหว่างแพตช์

03:35.520 --> 03:38.550
อีกอย่างที่เราอยากพูดถึงคือระบบปฏิบัติการเหล่านี้บางระบบที่พวกเขาใช้

03:38.550 --> 03:43.020
มีสิ่งนี้ที่เรียกว่า RTOS ซึ่งเป็นระบบปฏิบัติการตามเวลาจริง

03:43.020 --> 03:48.780
นี่คือระบบปฏิบัติการประเภทหนึ่งที่จัดลำดับความสำคัญของการดำเนินการตามกำหนด

03:48.780 --> 03:52.800
และสิ่งนี้จะช่วยให้เรามั่นใจได้ถึงการตอบสนองที่สม่ำเสมอสำหรับงานที่สำคัญต่อเวลา

03:52.800 --> 03:53.880
ทีนี้ลองคิดดูสิ

03:53.880 --> 03:57.000
หากคุณกำลังใช้งานบางอย่างที่ต้องเปิดหรือปิดวาล์วภายในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

03:57.000 --> 04:02.040
คุณสามารถทำให้สิ่งนั้นออฟไลน์ได้ตลอดเวลาหรือไม่

04:02.040 --> 04:03.240
คงไม่ใช่ใช่ไหม?

04:03.240 --> 04:07.500
นั่นคือแนวคิดที่เราจะใช้ RTOS ซึ่งเป็นระบบปฏิบัติการแบบเรียลไทม์

04:07.500 --> 04:12.000
นี่เป็นเพราะระบบฝังตัวของเราส่วนใหญ่ไม่สามารถทนต่อการรีบูตหรือการหยุดทำงาน

04:12.000 --> 04:16.440
และพวกเขาจะต้องมีเวลาตอบสนองที่สามารถคาดเดาได้ภายในมิลลิวินาที

04:16.440 --> 04:17.580
ดังนั้น ถ้าผมสร้างบางสิ่งที่จะบังคับส่วนต่างๆ

04:17.580 --> 04:23.910
ของเครื่องบิน นั่นจะช่วยให้นักบินอัตโนมัติบินได้ และนักบินอัตโนมัติต้องปรับปีกทุกๆ สองสามมิลลิวินาที

04:23.910 --> 04:29.850
นั่นคือสิ่งที่เราต้องการ ใช้ระบบปฏิบัติการตามเวลาจริงสำหรับ

04:29.850 --> 04:32.160
เราไม่สามารถใช้ระบบ Windows มาตรฐานสำหรับสิ่งนั้นได้

04:32.160 --> 04:33.990
มันไม่เร็วพอหรือแรงพอ

04:33.990 --> 04:36.060
และอาจมีการรีบูตหรือแครช และแพตช์ความปลอดภัย

04:36.060 --> 04:38.250
และสิ่งอื่นๆ ทั้งหมด

04:38.250 --> 04:42.690
ดังนั้น RTOS เมื่อคุณได้ยินคำนั้น ให้คิดว่านี่คือประเภทของระบบปฏิบัติการที่มักใช้กับระบบฝังตัว

04:42.690 --> 04:46.560
โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันที่สำคัญ

04:46.560 --> 04:49.740
อีกวิธีหนึ่งที่เราสามารถทำได้คือการใช้สิ่งที่เรียกว่าระบบบนชิป

04:49.740 --> 04:51.810
นี่เป็นอีกรูปแบบหนึ่งของระบบฝังตัว

04:51.810 --> 04:58.470
นี่คือจุดที่โปรเซสเซอร์ของเรารวมฟังก์ชันการทำงานของแพลตฟอร์มของคอนโทรลเลอร์แบบลอจิคัลหลายตัวไว้ในชิปตัวเดียว

04:58.470 --> 05:05.790
ขณะนี้ ระบบบนชิปนี้สามารถประหยัดพลังงานได้มาก และดังนั้นจึงมักใช้กับอุปกรณ์ขนาดเล็กที่จำเป็นต้องมีระบบฝังตัว

05:05.790 --> 05:10.140
ดังนั้น หากฉันต้องการสร้างบางสิ่งที่จะมีระบบฝังตัวและมีขนาดเล็กมากที่สามารถใส่ในกระเป๋าของฉันได้

05:10.140 --> 05:12.681
ฉันมักจะใช้บางอย่าง เช่น ระบบบนชิป

05:12.681 --> 05:13.920
หากคุณกำลังใช้บางอย่าง

05:13.920 --> 05:15.300
เช่น Roomba หรือหุ่นยนต์ดูดฝุ่น

05:15.300 --> 05:19.950
คนเหล่านี้ใช้แนวคิดแบบระบบบนชิป เพราะพวกเขาพยายามดึงข้อมูลทั้งหมดนั้นใส่ลงในชิปตัวเดียว

05:19.950 --> 05:24.570
เพราะอีกทั้งยังใช้พื้นที่น้อยกว่า ดังนั้นคุณจึงมีพื้นที่เหลือมากขึ้นสำหรับชิ้นส่วนการทำงานที่คุณต้องการ

05:24.570 --> 05:27.360
เช่น เครื่องดูดฝุ่น

05:27.360 --> 05:33.660
ระบบบนชิปหมายถึงวงจรรวมชนิดหนึ่งที่มีส่วนประกอบทั้งหมดของระบบคอมพิวเตอร์ในชิปตัวเดียว

05:33.660 --> 05:36.630
ซึ่งรวมถึงโปรเซสเซอร์ของคุณ หน่วยความจำ ที่เก็บข้อมูล

05:36.630 --> 05:38.670
โปรเซสเซอร์กราฟิก และอุปกรณ์ต่อพ่วง

05:38.670 --> 05:41.370
สิ่งต่างๆ เช่น คอนโทรลเลอร์ USB วงจรการจัดการพลังงาน

05:41.370 --> 05:44.010
และวิทยุไร้สายสำหรับ wifi หรือบลูทูธ

05:44.010 --> 05:47.160
ตัวอย่างที่ดีของ system-on-a-chip คือ Raspberry

05:47.160 --> 05:50.880
Pi ซึ่งมีคอมพิวเตอร์ที่ครบครันซึ่งอยู่บนชิปตัวเดียว

05:50.880 --> 05:54.570
ตอนนี้ ระบบบนชิปจำนวนมากเหล่านี้กำลังจะฝังลงในอุปกรณ์อื่นๆ

05:54.570 --> 05:58.140
เช่น สมาร์ททีวีและกล่องรับสัญญาณ เช่น Amazon Fire TV, Roku

05:58.140 --> 06:00.750
และอุปกรณ์สตรีมมิ่ง Apple TV

06:00.750 --> 06:04.560
การออกแบบระบบบนชิปได้รับความนิยมอย่างมากเนื่องจากการใช้พลังงานต่ำ

06:04.560 --> 06:07.440
ประสิทธิภาพที่เหมาะสม และฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็ก

06:07.440 --> 06:10.260
ตัวอย่างเช่น หากคุณมี Roku หรือ Fire TV Stick สิ่งเหล่านี้จะมีขนาดเท่ากับธัมบ์ไดรฟ์

06:10.260 --> 06:12.420
USB

06:12.420 --> 06:20.913
พวกเขายังมีฟังก์ชั่นสมาร์ททีวีที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ในโทรทัศน์ที่มีอยู่และสามารถประมวลผลการสตรีมวิดีโอผ่านการเชื่อมต่อไร้สายโดยใช้อุปกรณ์เหล่านี้