11

απλά

συστήµατα

ελέγχου

έως

πολύπλοκες

πλατϕόρµες

υψηλής

απόδοσης.

Οι

πλακέτες µε µικροελεγκτές (microcontroller boards) αποτελούν τη συνηθέστερη και

πιο απλή µορϕή ενσωµατωµένων συστηµάτων,

προσϕέροντας βασική ελεγκτική

λειτουργικότητα

σε

ευρύ

ϕάσµα

συσκευών,

από

οικιακά

ηλεκτρονικά

µέχρι

βιοµηχανικό εξοπλισµό [48].

Τα συστήµατα στο ίδιο τσιπ (System on a Chip, SoC) συνιστούν µια από τις πλέον

προηγµένες κατηγορίες ενσωµατωµένων συστηµάτων, καθώς ενσωµατώνουν σε ένα

ενιαίο ολοκληρωµένο κύκλωµα πολλαπλές λειτουργικές µονάδες και υποσυστήµατα.

Τυπικά,

ένα

SoC

περιλαµβάνει

έναν

ή

περισσότερους

επεξεργαστές

(Central

Processing

Unit,

CP U),

µονάδες

επεξεργασίας

γραϕικών

(Graphics

Processing

Unit,

GP U),

επεξεργαστές

ψηϕιακού

σήµατος

(Digital

Signal

Processor,

DSP),

ελεγκτές

µνήµης,

δικτυακές

διεπαϕές,

καθώς

και

διάϕορα

άλλα

υποσυστήµατα

εισόδου-εξόδου

και

εξειδικευµένες

επιταχυντικές

µονάδες.

Ο

συνδυασµός

όλων

αυτών των στοιχείων σε ένα και µόνο τσιπ προσϕέρει υψηλή υπολογιστική απόδοση,

ενεργειακή

αποδοτικότητα

και

χαµηλό

κόστος

παραγωγής.

Λόγω

αυτών

των

χαρακτηριστικών, τα SoC κυριαρχούν σε συσκευές µε αυξηµένες λειτουργικές και

υπολογιστικές απαιτήσεις, όπως τα smartphones και οι έξυπνες τηλεοράσεις [49].

Οι

DSP

αποτελούν

εξειδικευµένες

κατηγορίες

ενσωµατωµένων

συστηµάτων,

οι

οποίες

έχουν

βελτιστοποιηθεί

αρχιτεκτονικά

για

την

αποδοτική

και

ταχεία

επεξεργασία τόσο αναλογικών όσο και ψηϕιακών σηµάτων σε πραγµατικό χρόνο. Οι

DSP διαθέτουν εξειδικευµένες εντολές και υποµονάδες για την εκτέλεση πολύπλοκων

µαθηµατικών

πράξεων

—

όπως

η

γρήγορη

πολλαπλασιαστική

συσσώρευση,

οι

µετασχηµατισµοί Φουριερ και τα ϕίλτρα Finite Impulse Response (FIR) / Infinite

Impulse

Response

(IIR)

—

επιτυγχάνοντας

έτσι

υψηλή

απόδοση

σε

εϕαρµογές

επεξεργασίας σήµατος.

Χάρη σε αυτές τις δυνατότητες, οι DSP χρησιµοποιούνται

εκτεταµένα

σε

συστήµατα

ήχου,

ραδιοϕωνικούς

δέκτες,

συσκευές

επεξεργασίας

εικόνας

και

βίντεο,

καθώς

και

σε

εϕαρµογές

τηλεπικοινωνιών,

όπου

απαιτείται

υψηλή ακρίβεια και ταχύτητα στην επεξεργασία των σηµάτων [50].

Οι

συστοιχίες

επιτόπια

προγραµµατιζόµενων

πυλών

(Field

Programmable

Gate

Arrays,

FPGA)

αποτελούν

εξελιγµένες

επεξεργαστικές

µονάδες

ενσωµατωµένων

συστηµάτων,

οι

οποίες

διακρίνονται

για

την

ευελιξία

τους

και

τη

δυνατότητα

υλοποίησης προσαρµοσµένων λογικών λειτουργιών και αρχιτεκτονικών απευθείας

στο υλικό. Τα FPGA επιτρέπουν στον σχεδιαστή να επαναπρογραµµατίσει τη δοµή

τους µετά την κατασκευή, διευκολύνοντας την ανάπτυξη εϕαρµογών που απαιτούν

υψηλή απόδοση,

χαµηλό λανθάνοντα χρόνο και δυνατότητα παραµετροποίησης