Embedded System Architecture


एम्बेडेड सिस्टम के आर्किटेक्चर के बारे में जानने के लिए, हमें पहले यह समझना होगा कि एम्बेडेड सिस्टम क्या हैं? एम्बेडेड सिस्टम वह सिस्टम हैं, जो किसी विशेष कार्य को पूरा करने के लिए डिजाइन किए गए होते हैं। ये सिस्टम माइक्रोकंट्रोलर या माइक्रोप्रोसेसर पर आधारित होते हैं, जिनमें सॉफ्टवेयर, हार्डवेयर और RTOS (Real Time Operating System) होता है।

एम्बेडेड सिस्टम का आर्किटेक्चर निम्नलिखित प्रकार से होता है:
Processor: यह सिस्टम का मुख्य component होता है, जो सभी instructions को execute करता है। Processor माइक्रोकंट्रोलर, माइक्रोप्रोसेसर, DSP (Digital Signal Processor) या ASIC (Application Specific Integrated Circuit) हो सकता है।

  • Memory: यह सिस्टम में data और instructions को store करने के लिए use होता है। Memory ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) या Flash Memory हो सकती है।
  • Input/Output Devices: ये सिस्टम को external world से communicate करने के लिए use होते हैं। Input devices में sensors, switches, keyboards, mouse, etc. हो सकते हैं। Output devices में LEDs, LCDs, speakers, motors, etc. हो सकते हैं।
  • Communication Interfaces: ये सिस्टम को other devices or networks से communicate करने के लिए use होते हैं। Communication interfaces serial, parallel, USB, Ethernet, Bluetooth, Wi-Fi, etc. हो सकते हैं।
  • Software: यह सिस्टम की functionality को define करता है। Software application software, device drivers, RTOS, libraries, etc. में divide होता है।

इस प्रकार, एम्बेडेड सिस्टम का आर्किटेक्चर processor, memory, input/output devices, communication interfaces और software के combination से मिलकर बनता है।

Hardware architecture of embedded systems (एम्बेडेड सिस्टम का हार्डवेयर आर्किटेक्चर):

एम्बेडेड सिस्टम का हार्डवेयर आर्किटेक्चर उसके भौतिक घटकों को दर्शाता है, जो कि माइक्रोप्रोसेसर, माइक्रोकंट्रोलर, मेमोरी, बस, इनपुट/आउटपुट, कंट्रोलर आदि हो सकते हैं। इन घटकों का आपस में संचार और समन्वय हार्डवेयर आर्किटेक्चर का महत्वपूर्ण हिस्सा है।

Hardware architecture of embedded systems
हार्वर्ड आर्किटेक्चर: इसमें प्रोसेसर के पास दो अलग-अलग मेमोरी होती हैं: एक प्रोग्राम मेमोरी (ROM) और एक डाटा मेमोरी (RAM)। प्रोसेसर प्रोग्राम मेमोरी से instructions (निर्देश) पढ़ता है और डाटा मेमोरी से data (डाटा) पढ़ता/लिखता है। प्रोसेसर के पास instructions (निर्देश) और data (डाटा) के लिए अलग-अलग buses (पथ) होते हैं, जिससे parallelism (समानुपातिकता) मिलती है।

हार्वर्ड आर्किटेक्चर के कुछ examples (उदाहरण) हैं: PIC, AVR, ARM7TDMI, MSP430.

Von Neumann architecture of embedded systems in hindi:

एम्बेडेड सिस्टम के लिए Von Neumann आर्किटेक्चर का उपयोग किया जाता है। इस आर्किटेक्चर में, प्रोग्राम और डेटा एक ही मेमोरी में स्टोर होते हैं। इसका मतलब है कि प्रोग्राम और डेटा को एक ही बस से CPU को भेजा जाता है।

Von Neumann architecture of embedded systems

Von Neumann आर्किटेक्चर के मुख्य लाभ हैं:

  • प्रोग्राम को मेमोरी में स्टोर करने से, प्रोग्राम को आसानी से मॉडिफाई या बदला जा सकता है।
  • प्रोग्राम के साथ-साथ डेटा को भी मेमोरी में स्टोर करने से, प्रोग्राम को डेटा के साथ interact करने में सुविधा होती है।
  • Von Neumann आर्किटेक्चर का design सरल और सस्ता होता है।

Von Neumann आर्किटेक्चर की मुख्य समस्याएं हैं:

– प्रोग्राम और डेटा को एक ही मेमोरी में स्टोर करने से, मेमोरी की size limit होती है।

– प्रोग्राम और डेटा को एक ही बस से CPU को भेजने से, bus bandwidth limit होती है।

– प्रोग्राम और डेटा के access time में variation होता है, जिससे CPU की performance प्रभावित होती है।

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