2024-07-12
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
एम्बेडेड् नेटवर्क् इति एकः नेटवर्क् सिस्टम् अस्ति यस्य उपयोगः विविधान् एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य संयोजनाय भवति येन ते परस्परं सूचनां स्थानान्तरयितुं संसाधनं च साझां कर्तुं शक्नुवन्ति । एम्बेडेड् सिस्टम्स् भिन्न-भिन्न-स्थितौ भिन्न-भिन्न-संयोजन-प्रौद्योगिकीनां उपयोगं कुर्वन्ति, यथा परिवार-कक्षेषु गृह-सूचना-जालम्, औद्योगिक-स्वचालनस्य क्षेत्रे फील्ड्-बस्, तथा च एम्बेडेड्-प्रणालीषु मोबाईल-सञ्चार-जालम् यथा मोबाईल-सूचना-उपकरणानाम् अतिरिक्तं, केचन समर्पिताः Connectivity प्रौद्योगिकी सन्ति एम्बेडेड् सिस्टम्स् संयोजयितुं प्रयुक्तम् ।
फील्डबस् इति सङ्गणकनियन्त्रणप्रौद्योगिकी १९८० तमे दशके मध्यभागे एनालॉग् इन्स्ट्रुमेंट् नियन्त्रणप्रणाली, वितरितनियन्त्रणप्रणाली इत्यादीनां पश्चात् विकसिता अस्ति प्रायः औद्योगिकस्वचालनस्य क्षेत्रे सङ्गणकस्थानीयक्षेत्रजालम् इति उच्यते ।
फील्डबस् इति एकं जालं यत् डिजिटलसंवेदकाः, परिवर्तकाः, औद्योगिकयन्त्राणि, नियन्त्रणसञ्चालकाः इत्यादीन् क्षेत्रयन्त्राणि औद्योगिकप्रक्रियानियन्त्रण-एककैः क्षेत्रसञ्चालनस्थानकैः च सह परस्परं संयोजयति अस्य पूर्ण-अङ्कीकरणस्य, विकेन्द्रीकरणस्य, द्विपक्षीय-सञ्चारस्य, बहु-शाखायाः च लक्षणं वर्तते ।
फील्डबस् उत्पादननियन्त्रणस्य जालसंरचनानां च तलभागे स्थितं न्यूनबैण्डविड्थयुक्तं अन्तर्निहितं नियन्त्रणजालम् अस्ति, अतः अन्तर्निहितजालम् (Infranet) इति अपि कथ्यते मुख्यतया अस्य उपयोगः उत्पादनस्थलेषु मापन-नियन्त्रण-उपकरणयोः मध्ये द्विपक्षीयं, क्रमिकं, बहु-नोड्-अङ्कीयसञ्चारं प्राप्तुं भवति ।
क्षेत्रनियन्त्रणप्रणाली (FCS) एकः नियन्त्रणप्रणाली अस्ति या विविधनियन्त्रकाणां यन्त्रसाधनानाञ्च संयोजनाय क्षेत्रबसस्य उपयोगं करोति एषा नियन्त्रणप्रणाली नियन्त्रणकार्यं स्थले पूर्णतया विकेन्द्रीकृत्य संस्थापनव्ययस्य अनुरक्षणव्ययस्य च न्यूनीकरणं करोति वस्तुतः FCS एकः मुक्तः, अन्तरक्रियाशीलः, पूर्णतया विकेन्द्रितः च वितरितः नियन्त्रणप्रणाली अस्ति ।
एम्बेडेड् क्षेत्रनियन्त्रणप्रणाली पारम्परिकमापननियन्त्रणयन्त्रे समर्पितं सूक्ष्मप्रोसेसरं समावेशयति, येन तस्य डिजिटलगणना, डिजिटलसञ्चारक्षमता च भवति एतत् बहुविधमापनयन्त्राणि जालपुटे संयोजयितुं मुड़ितयुग्मानि, विद्युत्रेखाः अथवा प्रकाशीयतन्तुः बसरूपेण उपयुज्यते मानकसञ्चारप्रोटोकॉल-अनुसारं स्थले स्थितानां बहुविधं सङ्गणकीकृतमापननियन्त्रणसाधनानाम् अपि च स्थले स्थितानां यन्त्राणां दूरस्थनिरीक्षणस्य च मध्ये संयोजयति . संक्षेपेण, फील्डबस् नियन्त्रणप्रणाली व्यक्तिगतवितरितमापननियन्त्रणयन्त्राणि जालनोड्रूपेण परिणमयति, फील्डबस् इत्यस्य उपयोगेन एतानि वितरितयन्त्राणि जालप्रणालीं कृत्वा परस्परं संवादं कर्तुं स्वचालितनियन्त्रणकार्यं च एकत्र पूर्णं कर्तुं शक्नोति फील्डबस् प्रौद्योगिक्याः साहाय्येन पारम्परिकं एकवितरितं नियन्त्रणसाधनं एकं समग्रं जातम् यत् परस्परं संवादं करोति, सहकार्यं च करोति ।
गृहसूचनाजालं स्थानीयक्षेत्रजालम् अस्ति यत् गृहस्य अन्तः व्यक्तिगतसङ्गणकान्, गृहोपकरणं, जलं, विद्युत्, गैसमीटर्, प्रकाशसाधनं, जालसाधनं, सुरक्षासाधनं च संयोजयति अस्य मुख्यं कार्यं उपर्युक्तयन्त्राणां केन्द्रीयनियन्त्रणं कृत्वा अन्तर्जालसङ्गणकेन सह संयोजयित्वा जालसम्पदां सेवानां च साझेदारी भवति । तदतिरिक्तं गृहसूचनाजालं सम्पूर्णगृहं वा सम्पूर्णसमुदायं वा अपि विस्तारयितुं शक्यते, येन स्मार्ट-आवासीयसमुदायस्य स्मार्ट-समाजस्य च आधारः भवति गृहसूचनाजालव्यवस्थायां सर्वाणि गृहयन्त्राणि बुद्धिमन्तः सन्ति, यत्र गृहोपकरणं, जलं, विद्युत्, गैसमीटर्, प्रकाशसाधनं च सन्ति । ते परस्परं संवादं कर्तुं शक्नुवन्ति, गृहद्वारेण अन्तर्जालं च प्राप्तुं शक्नुवन्ति । गृहसूचनाजालस्य साक्षात्कारः जनानां कृते सुरक्षितं, अधिकं सुविधाजनकं, आरामदायकं च गृहवातावरणं प्रदाति। यथा, यदा स्वामिना बहिः गच्छति तदा द्वारं स्वयमेव पिहितं कुण्डलितं च भविष्यति, निगरानीयप्रणाली स्वयमेव चालू भविष्यति, गृहे किमपि असामान्यं भवति चेत् स्वामिने स्वयमेव सूचितं भविष्यति गृहे विविधानि उपकरणानि कस्मिन् अपि नियन्त्रितुं शक्यन्ते समयः कुत्रापि च, यन्त्रदत्तांशः स्वयमेव अपलोड् कर्तुं शक्यते ।
परिवारसूचनाजालस्य मूलभूतसमस्यानां समाधानं करणीयम् अस्ति : १.
(१) गृहोपकरणं, जलं, विद्युत्, गैसमीटर्, प्रकाशसाधनम् इत्यादीनि परस्परं कथं संयोजयितुं शक्यन्ते।
(2) एतेषां सम्बद्धानां उपकरणानां मध्ये अन्तरक्रियाशीलतां कथं साक्षात्कर्तव्या, अर्थात् गृहसूचनाजालस्य उपकरणानि आवश्यकतायां स्वयमेव सेवानां अनुरोधं कर्तुं शक्नुवन्ति, तथा च सम्बन्धितयन्त्राणि सेवां प्रदातुं वा अनुरोधं स्वीकृत्य तान् संसाधितुं शक्नुवन्ति। गृहसूचनाजालं भिन्नानि टोपोलॉजिकलसंरचनानि स्वीकर्तुं शक्नोति, यथा बसप्रकारः, तारासंरचना इत्यादयः । गृहसूचनाजालं अपि अनेकेषु नियन्त्रण-उपजालेषु, आँकडा-उपजालेषु च विभक्तुं शक्यते नियन्त्रण-उपजालं क्षेत्रबस-सदृशं भवति, एतत् न्यून-बैण्डविड्थ-युक्तं जालम् अस्ति, मुख्यतया नियन्त्रण-सूचनाः प्रेषयितुं, प्राप्तुं च उपयुज्यते । दत्तांश-उपजालस्य अधिकानि बैण्डविड्थ्-आवश्यकतानि सन्ति, तया सह सम्बद्धानां उपकरणानां दत्तांश-सूचनायाः बृहत् परिमाणं प्रसारयितुं आवश्यकता वर्तते ।
अन्तिमेषु वर्षेषु मोबाईलफोनसञ्चारस्य तीव्रविकासेन व्यक्तिगतसङ्गणकानां द्रुतगतिना लोकप्रियतायाः च कारणेन विविधाः पोर्टेबलसङ्गणकाः, यथा लैपटॉपसङ्गणकाः, नोटबुकसङ्गणकाः, हस्तगतसङ्गणकाः इत्यादयः, स्थिरसङ्गणकानां मध्ये आँकडासंचारः तीव्रगत्या वर्धितः अस्ति आवश्यकताः न पूर्यन्ते . जनाः कदापि कुत्रापि च आँकडासूचनाः प्रसारयितुं आदानप्रदानं च कर्तुं आशां कुर्वन्ति, अतः आँकडासञ्चारसञ्चारमाध्यमाः तारयुक्तात् वायरलेस् यावत् विस्तारं कर्तुं आरब्धवन्तः, वायरलेस् चलदत्तांशसञ्चारः च उद्भूतः वायरलेस् दत्तांशसञ्चारजालम् एकः जालप्रणाली अस्ति या रेडियोतरङ्गैः दत्तांशं प्रसारयति । इदं तारयुक्तदत्तांशसञ्चारस्य आधारेण विकसितं भवति तथा च चलस्थितौ दत्तांशसञ्चारस्य साक्षात्कारं कर्तुं शक्नोति ।वायरलेस् डाटा संचारजालस्य, स्मार्टफोनस्य, पीडीए-इत्यस्य च माध्यमेन...
नोटबुकसङ्गणकाः परस्परं दत्तांशसूचनाः स्थानान्तरयित्वा अन्तर्जालं प्राप्तुं शक्नुवन्ति । वायरलेस् दत्तांशसञ्चारजालम् अल्पदूरपर्यन्तं वायरलेस् जालम्, वायरलेस् इन्टरनेट् च इति विभक्तम् अस्ति । अल्पदूरस्य वायरलेस्-जालपुटेषु मुख्यतया ८०२.११, ब्लूटूथ्, IrDA, HomeRF च सन्ति । वायरलेस् इन्टरनेट् अथवा मोबाईल् इन्टरनेट् मुख्यतया द्वौ वायरलेस् कनेक्शन् प्रौद्योगिक्याः उपयोगं करोति: एकं मोबाईल् वायरलेस् एक्सेस प्रौद्योगिकी, यथा GSM, GPRS, CDPD (Cellular Digital Packet Data), इत्यादयः अन्यः स्थिर वायरलेस् अभिगमनप्रौद्योगिकी, यत्र माइक्रोवेव, Spread spectrum communications च सन्ति , उपग्रह-अतार-आप्टिकल्-संचरणम् इत्यादयः ।
अन्तर्जालस्य, एम्बेडेड्-प्रौद्योगिक्याः च तीव्रविकासेन सह अधिकाधिकानि सूचना-उपकरणाः, यथा जाल-वीडियो-फोनाः, सेट्-टॉप्-बॉक्स्, सूचना-गृह-उपकरणाः च अन्ये एम्बेडेड्-प्रणाली-उत्पादाः च, सुविधां साझां कर्तुं अन्तर्जाल-सङ्गणकेन सह सम्बद्धाः भवितुम् आवश्यकाः सन्ति , अन्तर्जालद्वारा प्रदत्ता गतिः, सुविधा च सर्वत्र विद्यमानसूचनासंसाधनं सेवाश्च, अर्थात् अन्तर्निहितं अन्तर्जालप्रौद्योगिक्याः । एम्बेडेड् इन्टरनेट् प्रौद्योगिक्याः बुद्धिमान् परिवहनं, गृहपालनप्रणाली, गृहस्वचालनं, औद्योगिकस्वचालनं, पीओएस, ई-वाणिज्यक्षेत्रेषु व्यापकाः अनुप्रयोगसंभावनाः सन्ति
१.एम्बेडेड् इन्टरनेट्-प्रवेश-विधिः
एम्बेडेड्-यन्त्राणि TCP/IP-प्रोटोकॉल-स्टैक्-सम्बद्धानि सॉफ्टवेयर्-इत्येतयोः एकीकरणं कुर्वन्ति अस्य अभिगमविधेः लक्षणानि सन्ति- १.
२.एम्बेडेड् TCP/IP प्रोटोकॉल स्टैक
एम्बेडेड् TCP/IP प्रोटोकॉल स्टैक् द्वारा सम्पन्नानि कार्याणि सम्पूर्णस्य TCP/IP प्रोटोकॉल स्टैक् इत्यस्य समानानि सन्ति तथापि एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य संसाधनसीमानां कारणात् एम्बेडेड् प्रोटोकॉल स्टैक् इत्यस्य केचन सूचकाः अन्तरफलकाः च सामान्यतः भिन्नाः भवितुम् अर्हन्ति प्रोटोकॉल ढेरों।
(1) एम्बेडेड् प्रोटोकॉल स्टैक् इत्यस्य कॉलिंग् इन्टरफेस् साधारणप्रोटोकॉल स्टैक् इत्यस्मात् भिन्नं भवति । साधारणप्रोटोकॉल-स्टैकस्य सॉकेट्-अन्तरफलकं मानकं भवति, तथा च एप्लिकेशन-सॉफ्टवेयरस्य उत्तमं संगतता अस्ति तथापि मानकीकृत-अन्तरफलकस्य कार्यान्वयनस्य कोड-ओवरहेड्, प्रोसेसिंग्, भण्डारण-ओवरहेड् च विशालः भवति अतः यदा अधिकांशः निर्मातारः मानकप्रोटोकॉल-ढेर-अन्तरफलकान् एम्बेडेड्-प्रणालीषु प्रत्यारोपितवन्तः, तदा ते भिन्न-भिन्न-अवधिषु परिवर्तनं सरलीकरणं च कृतवन्तः, तेषां प्रदत्ताः एपिआइ-इत्येतत् सामान्य-प्रोटोकॉल-स्टैक्-इत्यस्मात् भिन्नाः आसन् .
(2) एम्बेडेड् प्रोटोकॉल स्टैक् इत्यस्य अनुरूपता। अधिकांशः एम्बेडेड् प्रोटोकॉल-स्टैक्स् मॉड्यूलर भवन्ति यदि स्मृतिस्थानं सीमितं भवति तर्हि आवश्यकतायां गतिशीलरूपेण संस्थापनं कर्तुं शक्यते, तथा च ते एम्बेडेड्-प्रणालीनां कृते अनेकाः अनावश्यकभागाः यथा अन्तरफलक-अग्रेषणं, अन्तर्जाल-सेवा-उपकरणानाम् एकः पूर्णसमूहः च परित्यजन्ति
(3) एम्बेडेड् प्रोटोकॉल स्टैकस्य प्लेटफॉर्म संगतता। सामान्यतया प्रोटोकॉल-स्टैक् प्रचालनतन्त्रेण सह निकटतया एकीकृतः भवति, अधिकांशः प्रोटोकॉल-स्टैक् च प्रचालनतन्त्रस्य कर्नेल्-मध्ये कार्यान्वितः भवति । प्रोटोकॉल-स्टैक् इत्यस्य कार्यान्वयनम् ऑपरेटिंग् सिस्टम् द्वारा प्रदत्तानां सेवानां उपरि निर्भरं भवति तथा च तस्य पोर्टेबिलिटी दुर्बलम् अस्ति । एम्बेडेड् प्रोटोकॉल स्टैक् इत्यस्य कार्यान्वयनस्य सामान्यतया ऑपरेटिंग् सिस्टम् इत्यस्य उपरि अल्पं निर्भरता भवति तथा च प्रत्यारोपणं सुलभं भवति । अनेकाः वाणिज्यिकः एम्बेडेड् प्रोटोकॉल-स्टैक्स् बहुविध-प्रचालन-प्रणाली-मञ्चानां समर्थनं कुर्वन्ति ।
(4) एम्बेडेड् प्रोटोकॉल स्टैकस्य उच्चदक्षता। एम्बेडेड् प्रोटोकॉल-स्टैक्स् इत्यस्य कार्यान्वयनम् सामान्यतया न्यूनं स्थानं गृह्णाति, लघुदत्तांशस्मृतेः आवश्यकता भवति, तथा च कोड-कुशलता भवति, तस्मात् प्रोसेसर-प्रदर्शनस्य आवश्यकताः न्यूनीभवन्ति
एम्बेडेड् प्रौद्योगिक्याः विकासेन एम्बेडेड् डाटाबेस् क्रमेण अनुप्रयोगं प्रति गच्छन्ति । सारतः, एम्बेडेड् डाटाबेस् सामान्यदत्तांशकोशात् विकसिताः भवन्ति तथा च एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यत्र स्वस्य श्रेष्ठतां दर्शयन्ति यतोहि ते एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य एव अनुप्रयोगवातावरणेन प्रतिबन्धिताः भवन्ति , एम्बेडेड् डाटाबेस् सामान्यदत्तांशकोषेभ्यः भिन्नाः लक्षणानि सन्ति .
सामान्यतया एम्बेडेड् डाटाबेस् प्रबन्धन प्रणाली एम्बेडेड् उपकरणेषु उपयुज्यमानं दत्तांशकोश प्रबन्धन प्रणाली भवति । यतो हि अधिकांशः एम्बेडेड् डाटाबेस् प्रबन्धनप्रणाल्याः चलसूचनायन्त्राणि सन्ति, यथा हस्तगतसङ्गणकाः, पीडीए, वाहन-माउण्टेड्-यन्त्राणि अन्ये च चलसञ्चारयन्त्राणि, अतः एम्बेडेड्-दत्तांशकोशाः चल-दत्तांशकोशाः अथवा चल-सञ्चार-यन्त्राणि अपि दुर्लभानि सन्ति databases इति एम्बेडेड् मोबाईल डाटाबेस।अस्य मुख्यं कार्यं चलगणनावातावरणे आँकडाप्रबन्धनसमस्यानां समाधानं भवति मोबाईलदत्तांशकोशः मोबाईलगणनावातावरणस्य महत्त्वपूर्णः भागः अस्ति ।
वितरितः दत्तांशकोशः ।
एम्बेडेड् सिस्टम्स् इत्यस्मिन् डाटाबेस् प्रौद्योगिक्याः परिचयः मुख्यतया एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् अथवा बेयर मेटल इत्यत्र प्रत्यक्षतया सूचनाप्रबन्धन अनुप्रयोगानाम् विकासे निम्नलिखितदोषाणां कारणम् अस्ति:
(1) सर्वेषु अनुप्रयोगेषु पुनः पुनः आँकडाप्रबन्धनकार्यस्य आवश्यकता भवति, येन विकासस्य कठिनता, व्ययः च वर्धते ।
(2) अनुप्रयोगानाम् मध्ये आँकडासाझेदारी दुर्बलम् अस्ति।
(३) अनुप्रयोगसॉफ्टवेयरस्य स्वातन्त्र्यं, पोर्टेबिलिटी, पुनःप्रयोगक्षमता च न्यूना भवति ।
एम्बेडेड् सिस्टम्स् इत्यस्मिन् आँकडाधारप्रबन्धनप्रणालीं प्रवर्तयितुं उपर्युक्तसमस्यानां बहुधा समाधानं कर्तुं शक्यते तथा च अनुप्रयोगप्रणालीनां विकासदक्षतायां पोर्टेबिलिटीयां च सुधारः कर्तुं शक्यते
एम्बेडेड् डाटाबेस् सिस्टम् एकः व्यापकः सिस्टम् अस्ति यस्मिन् एम्बेडेड् डाटाबेस् प्रबन्धन प्रणाली अन्तर्भवति तथा च चलसञ्चारयन्त्राणि, कार्यस्थानानि वा डेस्कटॉप् सङ्गणकानि च डाटा सर्वर्स् च विस्तृतानि सन्ति .बृहत्तरः प्रभावः प्रत्यक्षतया एम्बेडेड् डाटाबेस् प्रबन्धनप्रणाल्याः संरचनां प्रभावितं करोति । तस्य उपयोगवातावरणस्य लक्षणं केवलं निम्नलिखितरूपेण सारांशतः वक्तुं शक्यते ।
(1) यन्त्रं कदापि चलति, एम्बेडेड् डाटाबेस् मुख्यतया चलसूचनायन्त्रेषु उपयुज्यते ।
(2) जालस्य सम्पर्कः बहुधा विच्छिन्नः भवति, तथा च उपयोगकाले प्रायः चलयन्त्राणां अथवा चलटर्मिनलस्य स्थानं परिवर्तनं भवति । अतः सामान्यतया जालसंयोजनं निरन्तरं न परिपाल्यते, परन्तु प्रायः सक्रियरूपेण निष्क्रियरूपेण वा विच्छिन्नं भवति, व्यत्ययेन च संयोज्यते ।
(3) संजालस्य स्थितिः विविधा भवति, चलसूचनायन्त्राणां स्थाने नित्यं परिवर्तनस्य कारणात्, चलसूचनायन्त्राणि, आँकडासर्वरः च भिन्नसमये भिन्नजालप्रणालीद्वारा सम्बद्धाः भवितुम् अर्हन्ति एतेषां जालपुटानां जालबैण्डविड्थ्, संचारव्ययः, संजालविलम्बः, सेवागुणवत्ता इत्यादिषु भिन्नता भवितुम् अर्हति ।
(4) असममितसञ्चारक्षमता मोबाईलयन्त्राणां संसाधनबाधायाः कारणात् चलयन्त्राणां सर्वराणां च मध्ये संजालसञ्चारक्षमता असममितं भवति । चलयन्त्राणां प्रेषणक्षमता अतीव सीमितं भवति, येन दत्तांशसर्वरतः चलयन्त्रं प्रति डाउनलिङ्कसञ्चारबैण्डविड्थः, चलयन्त्रात् दत्तांशसर्वरं प्रति अपलिङ्क्बैण्डविड्थः च बहु भिन्नः भवति
एकं सम्पूर्णं एम्बेडेड् डाटाबेस् प्रबन्धनप्रणालीं मुख्यदत्तांशकोशप्रबन्धनप्रणाली, समन्वयनसर्वरः, एम्बेडेड् डाटाबेस् प्रबन्धनप्रणाली, संयोजनजालम् अन्ये उपतन्त्राणि च सन्ति, यथा चित्रे १२-६ दर्शितम् अस्ति
(1) एम्बेडेड् डाटाबेस् प्रबन्धन प्रणाली। एम्बेडेड् दत्तांशकोशप्रबन्धनप्रणाली कार्यात्मकरूपेण स्वतन्त्रा एकप्रयोक्तृदत्तांशकोशप्रबन्धनप्रणाली अस्ति । एतत् समन्वयनसर्वरतः मुख्यदत्तांशकोशप्रबन्धनप्रणाल्याः च स्वतन्त्रतया चालयितुं शक्नोति यत् एतत् मुख्यदत्तांशकोशे आँकडानां संचालनार्थं समन्वयनसर्वरस्य माध्यमेन मुख्यसर्वरेण सह अपि संयोजितुं शक्नोति विविधाः प्रकाराः दत्तांशसमन्वयनम् ।
(2) समन्वयन सर्वर। समन्वयनसर्वरः एम्बेडेड्-दत्तांशकोशस्य मुख्यदत्तांशकोशस्य च मध्ये संयोजनकेन्द्रं भवति, यत् एम्बेडेड्-दत्तांशकोशे मुख्यदत्तांशकोशे च दत्तांशस्य स्थिरतां सुनिश्चितं करोति
(3) डाटा सर्वर। दत्तांशसर्वरस्य मुख्यदत्तांशकोशप्रबन्धनप्रणाली च Oracle अथवा Sybase इत्यादीनां बृहत्परिमाणस्य सामान्यप्रयोजनदत्तांशकोशप्रणालीनां उपयोगं कर्तुं शक्नोति ।
(4) जालपुटेन सह सम्बद्धं कुर्वन्तु। मुख्यदत्तांशकोशसर्वरः समन्वयसर्वरः च सामान्यतया उच्च-बैण्डविड्थ-निम्न-विलम्ब-नियत-जालद्वारा सम्बद्धौ भवतः । चलयन्त्रस्य समन्वयसर्वरस्य च मध्ये संयोजनं यन्त्रस्य विशिष्टस्थित्यानुसारं वायरलेस् LAN, अवरक्तसंयोजनं, सार्वभौमिकसीरियलरेखा वा सार्वजनिकजालं वा भवितुम् अर्हति
१.अनुप्रयोगेषु एम्बेडेड् मोबाईल् डाटाबेस् इत्यस्य कुञ्जी
व्यावहारिक-अनुप्रयोगेषु एम्बेडेड्-मोबाइल-दत्तांशकोशेषु आँकडा-सङ्गतिः (प्रतिकृतिः), कुशल-व्यवहार-प्रक्रियाकरणं, आँकडा-सुरक्षा च इत्यादीनां समस्यानां समाधानं करणीयम् ।
(1) दत्तांशस्य स्थिरता। एम्बेडेड् मोबाईल् डाटाबेस् इत्यस्य एकं उल्लेखनीयं वैशिष्ट्यं अस्ति यत् मोबाईल् डाटा टर्मिनल् तथा सिन्क्रनाइजेशन सर्वर इत्येतयोः मध्ये संयोजनं दुर्बलं संयोजनं भवति अर्थात् न्यून बैण्डविड्थः, दीर्घविलम्बः, अस्थिरता, नित्यं विच्छेदनं च दुर्बलवातावरणेषु दत्तांशकोशे उपयोक्तृणां कार्याणि समर्थयितुं, अधुना आशावादी प्रतिकृतिविधिः (Optimistic Replication अथवा Lazy Replication) सामान्यतया उपयुज्यते यत् उपयोक्तृभ्यः स्थानीयसञ्चयस्य दत्तांशप्रतिं संचालनं कर्तुं शक्नोति जालस्य पुनः संयोजनानन्तरं दत्तांशसंशोधनसूचनाः दत्तांशकोशसर्वरेण वा अन्यैः चलदत्तांशटर्मिनलैः सह आदानप्रदानं भवति, तथा च द्वन्द्वपरिचयस्य समन्वयस्य च माध्यमेन दत्तांशस्य स्थिरता पुनः स्थापिता भवति
(2) कुशलं व्यवहारप्रक्रियाकरणम्। मोबाईलव्यवहारः मोबाईलवातावरणे नित्यं पूर्वानुमानीयविच्छेदैः सह क्रियते । सक्रियव्यवहारस्य सुचारुसमाप्तिः सुनिश्चित्य नूतनानां लेनदेनप्रबन्धनरणनीतयः एल्गोरिदम् च परिकल्पयित्वा कार्यान्विताः भवेयुः संजालसंयोजनस्थितीनां आधारेण लेनदेनप्रक्रियाकरणस्य प्राथमिकता निर्धारयन्तु, उच्चजालसंयोजनवेगयुक्ताः व्यवहारानुरोधाः प्रथमं संसाधिताः भविष्यन्ति;
व्यवहारः परिचालनसमयस्य आधारेण प्रवासितः अस्ति वा इति निर्धारयन्तु, अर्थात् सर्वाणि दीर्घकालीनव्यवहारकार्यक्रमाः निष्पादनार्थं सर्वरं प्रति प्रवासिताः भविष्यन्ति, तथा च जालपुटं सर्वदा सुचारुरूपेण भवति इति सुनिश्चित्य व्यवहारः अपलोड् कृतः वा इति निर्धारयितुं आवश्यकता नास्ति लेनदेनप्रक्रियायाः समये दत्तांशप्रतिलिपिः निष्पादितस्य अनन्तरं निष्पादनार्थं वा डाउनलोड् कर्तुं, किं सर्वर-आविष्कार-तन्त्रस्य उपयोगः अथवा क्लायन्ट्-घोषणा-तन्त्रस्य उपयोगः यदा संजाल-विच्छेदन-प्रक्रियाकरणस्य समये; लेनदेनस्य गतिः (यथा स्थानसम्बद्धाः प्रश्नाः)।
(3) दत्तांशसुरक्षा। अनेक-अनुप्रयोगक्षेत्रेषु एम्बेडेड्-यन्त्राणि प्रणाल्यां दत्तांश-प्रबन्धनाय अथवा प्रसंस्करणाय प्रमुख-यन्त्राणि सन्ति, अतः एम्बेडेड्-यन्त्रे स्थितस्य दत्तांशकोश-प्रणाल्याः अभिगमन-अनुमतिषु कठोरतरं नियन्त्रणं भवति तस्मिन् एव काले अनेकेषु एम्बेडेड्-यन्त्रेषु उच्चगतिशीलता, पोर्टेबिलिटी, अनियतकार्यवातावरणं च भवति, ये सम्भाव्य-असुरक्षितकारकान् अपि आनयन्ति तदतिरिक्तं केषाञ्चन दत्तांशस्य उच्चा व्यक्तिगतगोपनीयता भवति, अतः टकरावस्य, चुम्बकीयक्षेत्रस्य हस्तक्षेपस्य, हानिः, चोरी च निवारयितुं व्यक्तिगतदत्तांशस्य सुरक्षायाः पूर्णतया गारण्टी आवश्यकी भवति आँकडासुरक्षां सुनिश्चित्य मुख्याः उपायाः सन्ति: अवैधटर्मिनलद्वारा धोखाधड़ीपूर्णप्रवेशं निवारयितुं मोबाईलटर्मिनलानां प्रमाणीकरणम्;
२.चलदत्तांशकोशप्रबन्धनप्रणालीनां विशेषताः
चल DBMS इत्यस्य कम्प्यूटिंग् वातावरणं पारम्परिकवितरितस्य DBMS इत्यस्य विस्तारः अस्ति यत् एतत् वितरितप्रणालीरूपेण गणयितुं शक्यते यस्मिन् क्लायन्ट् तथा स्थिरसर्वर नोड् गतिशीलरूपेण सम्बद्धाः भवन्ति । अतः चलगणनावातावरणे दत्तांशकोशप्रबन्धनप्रणाली गतिशीलवितरितदत्तांशकोशप्रबन्धनप्रणाली अस्ति । यतो हि एम्बेडेड् मोबाईल् डाटाबेस् प्रबन्धन प्रणाली मोबाईल् कम्प्यूटिङ्ग् वातावरणे एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् इत्यत्र प्रयुक्ता भवति, अतः अस्य स्वकीयाः लक्षणाः कार्यात्मकाः आवश्यकताः च सन्ति:
(1) सूक्ष्मकर्णसंरचना एम्बेडेड् फंक्शन्स् इत्यस्य साक्षात्कारं सुलभं करोति । एम्बेडेड् उपकरणानां सीमितसंसाधनं विचार्य एम्बेडेड् मोबाईल DBMS लघुकरणप्रौद्योगिक्याः उपयोगेन कार्यान्वितं करणीयम् तथा च एम्बेडेड् अनुप्रयोगानाम् आवश्यकतानां पूर्तये तस्य प्रणालीसंरचना संकुचिता भवेत्
(2) मानक SQL कृते समर्थनम्। एम्बेडेड् मोबाईल् DBMS मानक SQL कृते समर्थनं दातव्यम् । SQL92 मानकस्य उपसमूहस्य समर्थनं करोति, आँकडाप्रश्नस्य समर्थनं करोति (प्रश्नं, उपप्रश्नं, क्रमणं, समूहीकरणं इत्यादयः), बहुमानक SQL कथनानि सम्मिलितं करोति, अद्यतनं करोति, विलोपयति, एम्बेडेड् अनुप्रयोगविकासस्य आवश्यकतां पूर्णतया पूरयति
(3) लेनदेन प्रबन्धन कार्य। एम्बेडेड् मोबाईल DBMS इत्यत्र लेनदेनप्रक्रियाकरणकार्यं भवितुमर्हति, स्वयमेव लेनदेनस्य अखण्डतां, परमाणुता च अन्यलक्षणं च समर्थयति तथा च सन्दर्भात्मकं अखण्डतां निर्वाहयितुम्;
(4) सम्पूर्णं दत्तांशसमन्वयनतन्त्रम्। एम्बेडेड् डाटाबेस् इत्यस्य महत्त्वपूर्णं वैशिष्ट्यं दत्तांशसमन्वयनम् अस्ति । दत्तांशप्रतिकृतिद्वारा एम्बेडेड् डाटाबेस् अथवा मुख्यदत्तांशकोषे परिवर्तनं परस्परं प्रयोक्तुं शक्यते यत् दत्तांशस्य स्थिरतां सुनिश्चितं कर्तुं शक्यते । एम्बेडेड् मोबाईल डाटाबेस् प्रबन्धन प्रणाल्याः डाटा समन्वयनतन्त्रस्य निम्नलिखितलक्षणं भवितुमर्हति ।
(5) बहुविधसंयोजनप्रोटोकॉलसमर्थयति। एम्बेडेड् मोबाईल् DBMS इत्यनेन बहुविधसञ्चारसंयोजनप्रोटोकॉलस्य समर्थनं कर्तव्यम् । एम्बेडेड् उपकरणैः, आँकडाधारसर्वरैः च सह संयोजनं क्रमिकसञ्चारः, TCP/IP, अवरक्तसञ्चारः, ब्लूटूथ इत्यादिभिः विविधैः संयोजनविधिभिः प्राप्तुं शक्यते
(6) एम्बेडेड् डाटाबेस् प्रबन्धन कार्याणि सम्पूर्णानि। एम्बेडेड् मोबाईल् DBMS इत्यस्य स्वचालितं पुनर्प्राप्तिकार्यं भवितुमर्हति, यस्य मूलतः एम्बेडेड् डाटाबेस् प्रबन्धनार्थं कोऽपि मैनुअल् हस्तक्षेपस्य आवश्यकता नास्ति तथा च उपयोक्तृदत्तांशस्य सुरक्षां विश्वसनीयतां च सुनिश्चित्य आँकडानां बैकअपं पुनर्प्राप्तिः च प्रदातुं शक्नोति
(7) बहुविध-एम्बेडेड्-प्रचालन-प्रणालीनां कृते मञ्च-स्वतन्त्रता तथा समर्थनम्। एम्बेडेड् मोबाईल् DBMS वर्तमानकाले लोकप्रियानाम् एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् इत्यादीनां विविधानां समर्थनं कर्तुं समर्थः भवेत् यथा विण्डोज सीई तथा पाम ओएस, येन एम्बेडेड् मोबाईल् डाटाबेस् प्रबन्धन प्रणाली मोबाईल् टर्मिनल् द्वारा प्रतिबन्धिता न भवति
(8) शून्यप्रबन्धनविशेषताः। एम्बेडेड् डाटाबेस् इत्यस्य स्वचालितं पुनर्प्राप्तिकार्यं भवति यत् एतत् एम्बेडेड् डाटाबेस् इत्यस्य प्रबन्धनं विना मैनुअल् हस्तक्षेपं कर्तुं शक्नोति तथा च डाटा बैकअपं समन्वयनं च प्रदातुं शक्नोति ।
तदतिरिक्तं आदर्शस्थितिः अस्ति यत् उपयोक्तारः केवलं एकस्य मोबाईल-टर्मिनलस्य (यथा मोबाईल-फोनस्य) उपयोगेन तत्सम्बद्धेषु सर्वेषु मोबाईल-दत्तांशकोषेषु आँकडा-सञ्चालनं प्रबन्धनं च कर्तुं शक्नुवन्ति अस्य कृते अग्रभागस्य प्रणाली सार्वत्रिकः भवितुम् आवश्यकं भवति तथा च चलदत्तांशकोशस्य अन्तरफलकस्य एकीकृताः मानकीकृताः च मानकाः भवितुम् आवश्यकाः सन्ति । अग्र-अन्त-प्रबन्धन-प्रणाली स्वयमेव आँकडा-संसाधन-काले एकीकृत-व्यवहार-प्रक्रिया-आदेशान् जनयति, वर्तमान-सम्बद्धे आँकडा-सर्वर-मध्ये निष्पादनार्थं च प्रस्तौति एतेन प्रभावीरूपेण एम्बेडेड् मोबाईल डाटाबेस् प्रबन्धनप्रणाल्याः बहुमुखीत्वं वर्धते तथा च एम्बेडेड् मोबाईल् डाटाबेस् इत्यस्य अनुप्रयोगसंभावनाः विस्तारिताः भवन्ति ।
संक्षेपेण, एम्बेडेड् मोबाईल डाटाबेस् प्रबन्धन प्रणाल्यां, अनेके विषयाः विचारणीयाः सन्ति येषां विषये पारम्परिकगणनावातावरणेषु विचारस्य आवश्यकता नास्ति, यथा विच्छेदसञ्चालनस्य समर्थनं, क्षेत्रान्तरदीर्घव्यवहारस्य समर्थनं, स्थानसम्बद्धप्रश्नानां समर्थनम् , तथा च प्रश्नानुकूलनम् सीमितसंसाधनानाम् उपयोगे प्रणालीदक्षतायां च सुधारार्थं विशेषविचाराः विचाराः च। उपर्युक्तसमस्यानां प्रभावीरूपेण समाधानार्थं प्रतिकृतिः तथा संग्रहणप्रौद्योगिकी, मोबाईलव्यवहारप्रक्रिया, आँकडाप्रसारणप्रौद्योगिकी, मोबाईलप्रश्नप्रक्रियाकरणं प्रश्नानुकूलनं च, स्थानसम्बद्धानि आँकडासंसाधनं प्रश्नप्रौद्योगिकी च, चलसूचनाप्रकाशनप्रौद्योगिकी, मोबाईल एजेण्ट् इत्यादयः प्रौद्योगिकयः प्रौद्योगिकीनां विकासः अद्यापि क्रियते विकासः सुधारश्च एम्बेडेड् मोबाईल डाटाबेस् प्रबन्धन प्रणालीनां विकासं अधिकं प्रवर्धयिष्यति।
सरलतया वक्तुं शक्यते यत् वास्तविकसमयव्यवस्था एतादृशी प्रणाली इति द्रष्टुं शक्यते या बाह्यघटनानां प्रति समये प्रतिक्रियां दातुं शक्नोति । एतादृशस्य प्रणाल्याः महत्त्वपूर्णं वैशिष्ट्यं समयबद्धता अर्थात् वास्तविकसमयव्यवस्थायाः सम्यक्त्वं न केवलं प्रणालीगणनायाः तार्किकपरिणामेषु निर्भरं भवति, अपितु एते परिणामाः यदा उत्पद्यन्ते तदा अपि निर्भरं भवति
वर्तमान समये अधिकांशः वास्तविकसमयप्रणाल्याः एम्बेडेड् भवति, तथा च वास्तविकरूपेण चालितानां एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य अपि वास्तविकसमयस्य आवश्यकताः सन्ति अतः अनेकप्रकारस्य एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् इत्यस्य मध्ये वास्तविकसमये एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् सर्वाधिकं प्रतिनिधित्वं करोति सर्वप्रकारस्य एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् अतः अयं खण्डः मुख्यतया वास्तविकसमये एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् इत्यस्य विशेषतासु अवधारणासु च केन्द्रितः अस्ति, तथा च एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम्स् इत्यस्य मूलभूतसंकल्पनासु विशेषतासु च, मूलभूतं आर्किटेक्चरं, कर्नेल् च परिचययति यथा सेवाः, कर्नेल् ऑब्जेक्ट्स्, कर्नेल् सेवाः च ।
वास्तविकजगति सर्वेषु निहितप्रणालीषु वास्तविकसमयलक्षणं न भवति, सर्वेषां वास्तविकसमयप्रणालीनां निहितं न भवति इति अनिवार्यम् । परन्तु एतौ तन्त्रौ परस्परं न विरुद्धौ स्तः, येषु तन्त्रेषु उभयोः तन्त्रयोः लक्षणं भवति, ते वास्तविकसमये निहिताः तन्त्राः इति उच्यन्ते तयोः सम्बन्धः चित्रे १२-७ दर्शितः अस्ति ।
(1) सम्यक् तर्कस्य (अथवा कार्यस्य) अर्थः अस्ति यत् बाह्यघटनानां संसाधनकाले प्रणाली सम्यक् परिणामं उत्पादयितुं शक्नोति।
(2) सम्यक् समयस्य अर्थः अस्ति यत् प्रणाल्याः बाह्यघटनानां संसाधनं पूर्वनिर्धारितकालान्तरे एव सम्पन्नं भवितुमर्हति।
(3) समयसीमा अथवा समयसीमा, मृतसीमा, समयसीमा नवीनतमं समयसीमां निर्दिशति यत् प्रणाल्याः बाह्यघटनानां संसाधनं कर्तव्यं भवति। सामान्यतः समयसीमा प्राप्तुं पूर्वं गणना पूर्णा भवितुमर्हति ।
(4) वास्तविकसमयव्यवस्था इति प्रणालीं निर्दिशति यत् सम्यक् कार्यं सम्यक् समयं च द्वयमपि समानरूपेण महत्त्वपूर्णम् अस्ति। अन्येषु शब्देषु, वास्तविकसमयप्रणाल्याः काल-प्रतिबन्धिताः, समयसीमा-प्रेरिताः च भवन्ति । परन्तु केषुचित् प्रणालीषु कार्यात्मकसमीचीनतां सुनिश्चित्य समयसमीचीनस्य त्यागः भवितुं शक्नोति ।
वास्तविकसमयप्रणालीनां विभाजनार्थं वास्तविकसमयप्रणालीः प्रायः एतादृशेषु विभक्तुं शक्यन्ते :
(१) प्रबलं वास्तविकसमयप्रणाली, प्रणाल्याः प्रतिक्रियासमयः अतीव लघुः भवति, प्रायः मिलीसेकेण्ड् अथवा माइक्रोसेकेण्ड् स्तरे ।
(2) सामान्यवास्तविकसमयप्रणालीनां कृते प्रणाल्याः प्रतिक्रियासमयः प्रबलवास्तविकसमयप्रणालीनां अपेक्षया न्यूनः भवति, प्रायः द्वितीयस्तरस्य ।
(3) दुर्बलवास्तविकसमयप्रणालीनां कृते प्रणाल्याः प्रतिक्रियासमयः दीर्घः भवितुम् अर्हति तथा च प्रणालीभारस्य तीव्रतायां परिवर्तनं अपि भवितुम् अर्हति ।
वास्तविकसमयप्रणाल्याः मृदुवास्तविकसमयप्रणालीषु कठिनवास्तविकसमयप्रणालीषु च विभक्तुं शक्यते, यत् गम्यमानसमयसीमानां सहिष्णुतायाः अथवा परिणामस्य तीव्रतायां आधारेण भवति
(१) कठिनवास्तविकसमयप्रणाली वास्तविकसमयप्रणालीं निर्दिशति यस्य लचीलता शून्यसमयसीमायाः समीपे भवति ।समयसीमा अवश्यं पूरणीया
अन्यथा विनाशकारी परिणामाः भविष्यन्ति, समयसीमायाः अनन्तरं प्राप्ताः प्रसंस्करणपरिणामाः शून्यस्तरीयाः व्यर्थाः वा अत्यन्तं अवमूल्यिताः वा भविष्यन्ति
(2) मृदुवास्तविकसमयप्रणाली वास्तविकसमयप्रणालीं निर्दिशति यस्याः समयसीमायाः आवश्यकताः अवश्यमेव पूर्यन्ते परन्तु तस्य लचीलतायाः निश्चितः प्रमाणः भवति । समयसीमासु चरसहिष्णुतास्तरः, औसतसमयसीमाः, अथवा प्रतिक्रियासमयानां स्वीकार्यतायाः भिन्न-भिन्न-अङ्कैः सह सांख्यिकीय-वितरणं अपि अन्तर्भवितुं शक्यते । मृदु-वास्तविक-समय-प्रणालीषु, गम्यमानाः समयसीमाः प्रायः प्रणाली-विफलता इत्यादीन् गम्भीरान् परिणामान् न जनयन्ति । सारणी १२-२ मृदुवास्तविकसमयप्रणालीनां कठिनवास्तविकसमयप्रणालीनां च तुलना अस्ति ।
तुलनायाः कृते द्रष्टुं शक्यते यत् यतः मृदुवास्तविकसमयप्रणालीनां संचालने गम्यमानसमयानां निर्णायकः प्रभावः नास्ति, अतः मृदुवास्तविकसमयप्रणाल्याः पूर्वानुमानस्य आवश्यकता नास्ति यत् लम्बितानि गम्यन्ते वा इति तस्य विपरीतम्, मृदुवास्तविकसमयप्रणाल्याः गम्यमानं समयसीमां ज्ञात्वा पुनर्प्राप्तिप्रक्रियाम् आरभुं शक्नुवन्ति ।
वास्तविकसमयप्रणाल्यां कार्यस्य आरम्भसमयः समयसीमा वा समाप्तिसमयः इव महत्त्वपूर्णः भवति यतः कार्ये CPU, स्मृतिः इत्यादीनां आवश्यकसम्पदां अभावः भवति, अतः कार्यनिष्पादनस्य आरम्भे बाधां जनयितुं शक्नोति, प्रत्यक्षतया च गम्यते कार्यसमाप्तिसमयसीमा, अतः समयसीमासमस्या विकसिता भवति सा संसाधननिर्धारणसमस्या भवति ।
एतस्य समयनिर्धारण-एल्गोरिदम्-कार्य-निर्माणे च महत्त्वपूर्णः प्रभावः भवति ।
तथाकथितं एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् इत्येतत् एम्बेडेड् सङ्गणकतन्त्रे चालितं एम्बेडेड् एप्लिकेशन्स् इत्यस्य समर्थनार्थं चालयति इति एतत् एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्मिन् हार्डवेयर तथा सॉफ्टवेयर संसाधनानाम् नियन्त्रणं प्रबन्धनं च कर्तुं प्रणालीसेवाः प्रदातुं च प्रयुक्तस्य सॉफ्टवेयरस्य सङ्ग्रहः अस्ति एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् एम्बेडेड् सॉफ्टवेयर् इत्यस्य महत्त्वपूर्णः भागः अस्ति । अस्य उद्भवेन एम्बेडेड् सॉफ्टवेयर विकासस्य कार्यक्षमतायां सुधारः अभवत्, एप्लिकेशनसॉफ्टवेयरस्य पोर्टेबिलिटीयां सुधारः अभवत्, एम्बेडेड् सिस्टम्स् इत्यस्य विकासः प्रभावीरूपेण प्रवर्धितः च
१.एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम्स् इत्यस्य लक्षणम्
सामान्य-उद्देश्य-प्रचालन-प्रणालीनां तुलने एम्बेडेड्-प्रचालन-प्रणालीनां मुख्यतया निम्नलिखित-लक्षणं भवति ।
(१) लघुकरणम् : एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् इत्यस्य चलनमञ्चः सामान्यप्रयोजनीयः सङ्गणकः नास्ति, अपितु एम्बेडेड् सङ्गणकतन्त्रः भवति । अस्मिन् प्रकारस्य प्रणाल्याः सामान्यतया बृहत्-क्षमता-स्मृतिः नास्ति तथा च प्रायः बाह्य-स्मृतिः नास्ति अतः यथासम्भवं अल्पं प्रणाली-संसाधनं ग्रहीतुं एम्बेडेड्-प्रचालन-प्रणालीं संकुचितं कर्तव्यम् प्रणाल्याः निष्पादनवेगं विश्वसनीयतां च वर्धयितुं एम्बेडेड् प्रणाल्यां विद्यमानं सॉफ्टवेयरं सामान्यतया डिस्क इत्यादिवाहके संगृहीतस्य स्थाने स्मृतिचिप् मध्ये ठोसीकरणं भवति
(2) उच्चसङ्केतगुणवत्ता : अधिकांशेषु अनुप्रयोगेषु भण्डारणस्थानं अद्यापि बहुमूल्यं संसाधनं भवति, यस्य कृते कार्यक्रमसङ्केतः उच्चगुणवत्तायुक्तः भवितुम् आवश्यकः भवति तथा च कोडस्य यथासम्भवं सुव्यवस्थितं भवितुम् आवश्यकम् अस्ति
(3) विशेषज्ञता : एम्बेडेड् सिस्टम् कृते विविधाः हार्डवेयर मञ्चाः सन्ति, तथा च प्रोसेसरः शीघ्रं अद्यतनं भवति । अतः एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् इत्यस्य अनुकूलता, पोर्टेबिलिटी च उत्तमः भवितुमर्हति, तथा च बहुविकासमञ्चानां समर्थनं अपि भवितुमर्हति ।
(4) सशक्तं वास्तविकसमयप्रदर्शनम् : प्रक्रियानियन्त्रणं, आँकडासंग्रहणं, संचारं, बहुमाध्यमसूचनासंसाधनं तथा च अन्येषु परिस्थितिषु यथार्थसमयप्रतिसादस्य आवश्यकता भवति, अतः वास्तविकसमयप्रदर्शनं एम्बेडेड्-प्रचालनप्रणालीनां अन्यत् विशेषता अभवत् .
(5) कटनीयं विन्यासयोग्यं च : अनुप्रयोगानाम् विविधतायाः आवश्यकता अस्ति यत् एम्बेडेड् ऑपरेटिंग सिस्टम् इत्यस्य सुदृढः अनुकूलनक्षमता भवति तथा च लघुकरणस्य विशेषीकरणस्य च आवश्यकतानां अनुकूलतायै अनुप्रयोगस्य विशेषतानां विशिष्टानां आवश्यकतानां च अनुसारं लचीलतया विन्यस्तं यथोचितरूपेण च कटितुं शक्यते।
२.एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम्स् इत्यस्य वर्गीकरणम्
एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम्स् इत्यस्य अनेकाः प्रकाराः सन्ति, येषां वर्गीकरणं भिन्नदृष्ट्या कर्तुं शक्यते । एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् इत्यस्य अधिग्रहणरूपात् वाणिज्यिकप्रकारः मुक्तप्रकारः च इति द्वयोः वर्गयोः विभक्तुं शक्यते ।
(1) वाणिज्यिक प्रकार। वाणिज्यिक एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम्स् सामान्यतया स्थिराः विश्वसनीयाः च कार्याणि, सम्पूर्णं तकनीकीसमर्थनं, सम्पूर्णविकाससाधनं, विक्रयोत्तरसेवाः च भवन्ति । यथा विण्ड्रिवरस्य VxWorks, pSOS तथा Palm इत्यस्य Palm OS इत्यादयः । परन्तु महत् मूल्यं भवति तथा च उपयोक्तारः प्रायः प्रणाल्याः स्रोतसङ्केतं प्राप्तुं न शक्नुवन्ति ।
(२) मुक्तप्रकारः । निःशुल्कं एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् इत्यस्य लाभः तस्य मूल्ये एव अस्ति तदतिरिक्तं एप्लिकेशन सिस्टम् विकासकाः सिस्टम् स्रोतसङ्केतं प्राप्तुं शक्नुवन्ति, यत् विकासाय सुविधां जनयति । परन्तु मुक्तप्रचालनतन्त्रेषु सरलकार्यं, दुर्बलतांत्रिकसमर्थनं, दुर्बलप्रणालीस्थिरता च भवति । विशिष्टप्रतिनिधिप्रणालीषु एम्बेडेड् लिनक्स, uC/OS इत्यादयः सन्ति । एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम्स् इत्यस्य वास्तविकसमयप्रकृत्याः आरभ्य तान् द्वयोः वर्गयोः विभक्तुं शक्यन्ते : वास्तविकसमये एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम्स् तथा अवास्तविकसमये एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम्स् इति
(1) वास्तविकसमये एम्बेडेड् ओएस (RTEOS)। वास्तविकसमये एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् वास्तविकसमयस्य सिस्टम् कार्यस्य समर्थनं करोति तस्य प्राथमिकं कार्यं बाह्यघटनानां प्रतिक्रियायै वास्तविकसमयसीमायाः पूर्तये समयनिर्धारणं भवति वास्तविकसमये एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम्स् मुख्यतया नियन्त्रण, संचार इत्यादिक्षेत्रेषु उपयुज्यन्ते । सम्प्रति अधिकांशः वाणिज्यिकः एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् वास्तविकसमयस्य ऑपरेटिंग् सिस्टम् अस्ति ।
(2) अवास्तविकसमये एम्बेडेड् ऑपरेटिंग सिस्टम। एषः प्रकारः प्रचालनतन्त्रः एकस्य कार्यस्य प्रतिक्रियासमये विशेषं ध्यानं न ददाति अस्य औसतप्रदर्शनं, प्रणालीदक्षता, संसाधनस्य उपयोगः च सामान्यतया अधिकः भवति, तथा च उपभोक्तृविद्युत्पदार्थानाम् कृते उपयुक्तः भवति येषु सख्तवास्तविकसमयस्य आवश्यकताः नास्ति, यथा व्यक्तिगत-डिजिटल-सहायकाः, सेट्-टॉप्-बॉक्स् इत्यादयः ।
समग्रतया, एम्बेडेड्-प्रणाल्याः वास्तविक-समय-प्रदर्शनं हार्डवेयर, वास्तविक-समय-प्रचालन-प्रणाली, अनुप्रयोगैः च निर्धारितं भवति तेषु एम्बेडेड्-वास्तविक-समय-प्रचालन-प्रणाली-कोरस्य कार्यक्षमता प्रमुखा भूमिकां निर्वहति सामान्यतया, वास्तविकसमये एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम्स् द्वौ प्रकारौ स्तः : वास्तविकसमये कर्नेल्-आधारित-आरटीईओएस तथा सामान्य-उद्देश्य-आरटीईओएस ।
वास्तविकसमयस्य कर्नेल्-प्रकारस्य RTEOS: एषः प्रकारः ऑपरेटिंग् सिस्टम्, चालकाः परम्परागतरूपेण कर्नेल् मध्ये एम्बेडेड् भवन्ति, तथा च एप्लिकेशन्स् तथा मिडल्वेयर् च मानक एप्लिकेशन प्रोग्रामिंग इन्टरफेस् (APIs, Application Programming Interfaces) इत्यत्र कार्यान्विताः भवन्ति
वास्तविकसमयस्य सामान्य-उद्देश्यस्य RTEOS: अस्मिन् प्रकारे प्रचालन-प्रणाल्यां चालकः कर्नेल्-मध्ये गभीरं न निहितः भवति, अपितु कर्नेल्-उपरि कार्यान्वितः भवति, तथा च केवलं कतिपयानि आवश्यकानि चालकाः सन्ति, ये च प्रत्यक्षतया कार्यान्वितुं शक्यन्ते top of the driver , मानक-एपिआइ-मध्ये कार्यान्वितुं न प्रवृत्तः । तेषां भेदाः चित्रे १२-८ दर्शिताः सन्ति ।
वास्तविकसमये एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् तथा सामान्यप्रयोजनीय ऑपरेटिंग् सिस्टम् इत्येतयोः मध्ये बहवः कार्यात्मकाः समानताः सन्ति उदाहरणार्थं, ते द्वौ अपि बहुकार्यस्य समर्थनं कुर्वन्ति, सॉफ्टवेयरस्य हार्डवेयरस्य च संसाधनप्रबन्धनस्य समर्थनं कुर्वन्ति, अपि च अनुप्रयोगानाम् कृते मूलभूतप्रचालनतन्त्रसेवाः प्रदास्यन्ति
१.एम्बेडेड् रियल-टाइम ऑपरेटिंग् सिस्टम्स् इत्यस्य प्रमुखविशेषताः
सामान्यप्रयोजनप्रचालनप्रणालीभिः सह तुलने वास्तविकसमये एम्बेडेड् प्रचालनतन्त्रेषु कार्यक्षमतायाः अनेकाः विशेषताः सन्ति । सामान्य-उद्देश्य-प्रचालन-प्रणालीभ्यः भिन्नाः वास्तविकसमये एम्बेडेड्-प्रचालन-प्रणालीभ्यः अद्वितीयाः मुख्य-विशेषताः अन्तर्भवन्ति-
२.एम्बेडेड् वास्तविकसमय-प्रचालन-प्रणालीनां वास्तविक-समय-प्रदर्शन-सूचकाः वास्तविक-समय-प्रचालन-प्रणाली-डिजाइनस्य कार्यक्षमतायाः मूल्याङ्कनं कुर्वन्, समय-प्रदर्शन-सूचकाः
सूचकः सर्वाधिकं महत्त्वपूर्णः कार्यप्रदर्शनसूचकः अस्ति सामान्यतया प्रयुक्ताः समयप्रदर्शनसूचकाः मुख्यतया निम्नलिखितम् अन्तर्भवन्ति ।
(1) कार्यस्विचिंग् समयः : CPU नियन्त्रणं चालितकार्यतः अन्यस्मिन् सज्जकार्यं प्रति स्थानान्तरयितुं आवश्यकं समयं निर्दिशति, यत्र कार्यसन्दर्भस्य रक्षणं पुनर्स्थापनं च कार्यस्य समयनिर्धारणं कुर्वन् चालनीयस्य अग्रिमकार्यस्य चयनं च भवति समयः, अयं सूचकः सूक्ष्मसंसाधकस्य रजिस्टरसङ्ख्यायाः, प्रणालीसंरचनायाः च सह सम्बद्धः भवति । एकमेव प्रचालनतन्त्रं भिन्न-भिन्न-सूक्ष्म-संसाधकेषु चालने भिन्न-समयान् गृह्णीयात् । कार्यस्विचिंग् समयस्य अनुरूपं समयचित्रं चित्रे १२-९ दर्शितम् अस्ति ।
(2) व्यत्ययप्रक्रियाकरणसम्बद्धाः समयसूचकाः, तत्सम्बद्धं व्यत्ययसमयचित्रं चित्रे १२-१० दर्शितम् अस्ति
व्यत्ययविलम्बसमयः व्यत्ययस्य घटनातः व्यत्ययस्य प्रणालीशिक्षणपर्यन्तं समयं निर्दिशति मुख्यतया प्रणाल्याः अधिकतमविच्छेदसमयेन प्रभावितः भवति ।
व्यत्ययकालः यथा दीर्घः भवति तथा व्यत्ययविलम्बः दीर्घः भविष्यति;
संसाधननिष्पादनसमयं व्यत्यययतु, यत् विशिष्टेन अनुप्रयोगेन निर्धारितं भवति;
व्यत्ययप्रतिसादसमयः व्यत्ययस्य घटनातः उपयोक्तृव्यत्ययसेवादिनचर्यायाः निष्पादनस्य आरम्भपर्यन्तं समयं निर्दिशति;
व्यत्ययपुनर्प्राप्तिसमयः उपयोक्तुः व्यत्ययसेवादिनचर्यायाः समाप्तेः बाधितसङ्केतस्य पुनरागमनस्य च मध्ये समयं निर्दिशति;
अधिकतमं व्यत्यय-अवरोध-समये द्वौ पक्षौ समाविष्टौ स्तः: एकः कर्नेलस्य अधिकतमः व्यत्यय-अवरण-समयः, अर्थात्, कर्नलः महत्त्वपूर्ण-खण्ड-सङ्केतं निष्पादयति समये व्यत्ययान् निष्क्रियं करोति, अन्यः अनुप्रयोगस्य व्यत्यय-अवरण-समयः च समयः एतयोः व्यत्यय-अवरोध-समययोः अधिकतमः भवति ;कार्यप्रतिसाद-समयः कार्यस्य अनुरूपं व्यत्ययस्य उत्पत्ति-समयात् आरभ्य यदा कार्यं वास्तवतः चालयितुं आरभते इति समयं निर्दिशति
पूर्वनिर्धारितनिर्धारणस्य कृते, व्यत्ययपुनर्प्राप्तेः समयः अपि कार्यस्विचिंग्, नूतनकार्यसन्दर्भस्य पुनर्स्थापनस्य च समये योजितः भवति ।
मध्ये।
(3) प्रणालीप्रतिसादसमयः : प्रणाली यदा प्रसंस्करण-अनुरोधं निर्गच्छति तदा आरभ्य प्रणाली प्रतिक्रियां ददाति इति समयं निर्दिशति, अर्थात् अस्य समयस्य आकारः मुख्यतया कर्नेल-कार्य-निर्धारण-एल्गोरिदम् द्वारा निर्धारितः भवति सारांशरूपेण, पूर्वाग्रहीयवास्तविकसमयकर्नेल् इत्यस्य विशिष्टा कार्यप्रदर्शनसूचकाङ्कगणनाविधिः सारणी १२-३ मध्ये दर्शिता अस्ति ।
एतावता अपूर्णसांख्यिकीयानाम् अनुसारं विश्वे विद्यमानानाम् एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् इत्यस्य कुलसंख्या शतशः भवति । अत्र एकदर्जनाधिकाः सर्वाधिकं प्रयुक्ताः प्रचालनतन्त्राणि सन्ति, एतेषां प्रचालनतन्त्राणां लोकप्रियता उच्चा भवति, स्वस्व-अनुप्रयोगक्षेत्रेषु च विशालः उपयोक्तृ-आधारः भवति । सारणी १२-४ तुलनायै उद्योगे केचन सामान्याः एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् चयनं कुर्वन्ति ।
एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाईन् इत्यस्य मुख्यं कार्यं प्रणाल्याः कार्याणि परिभाषितुं, प्रणाल्याः आर्किटेक्चरं निर्धारयितुं, कार्याणि सिस्टम् कार्यान्वयन आर्किटेक्चरेन सह मैप् कर्तुं च भवति अत्र सिस्टम् आर्किटेक्चर इत्यत्र सॉफ्टवेयर सिस्टम् आर्किटेक्चर तथा हार्डवेयर सिस्टम आर्किटेक्चर इत्येतयोः द्वयोः अपि समावेशः भवति । एकं वास्तुकला विविधविभिन्नभौतिककार्यन्वयनेषु मैप् कर्तुं शक्यते, प्रत्येकं भिन्नव्यापार-अवस्थायाः प्रतिनिधित्वं करोति तथा च कतिपयान् डिजाइन-मापदण्डान् पूरयति अन्येषां अनुकूलनं च करोति
एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य डिजाइन पद्धतिः सामान्य हार्डवेयर डिजाइन तथा सॉफ्टवेयर विकास पद्धत्याः भिन्ना अस्ति अस्मिन् हार्डवेयर तथा सॉफ्टवेयर सह-डिजाइन इत्यस्य पद्धतिः स्वीक्रियते विकासप्रक्रियायां न केवलं सॉफ्टवेयरक्षेत्रे ज्ञानं भवति, अपितु हार्डवेयर इत्यस्मिन् व्यापकं ज्ञानं अपि अन्तर्भवति क्षेत्रं, ज्ञानस्य यन्त्रादिपक्षमपि समावेशयति। डिजाइनं कृतस्य प्रणाल्याः अनुकूलनार्थं एतेषु क्षेत्रेषु विविधप्रौद्योगिकीभिः परिचिताः, स्वतन्त्रतया उपयोगं कर्तुं च समर्थाः भवेयुः ।
यद्यपि एम्बेडेड् सिस्टम् एप्लिकेशन सॉफ्टवेयरस्य डिजाइन समाधानं भिन्न-भिन्न-अनुप्रयोग-क्षेत्रेषु भिन्नं भवति तथापि एम्बेडेड्-प्रणालीनां विश्लेषणं डिजाइन-विधयः अपि सॉफ्टवेयर-इञ्जिनीयरिङ्गस्य सामान्यसिद्धान्तान् अनुसरन्ति एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य विकासप्रक्रियायां अनेकाः मूलभूताः चरणाः अपि सन्ति: आवश्यकताविश्लेषणं, सिस्टम् डिजाइनं, कार्यान्वयनम्, परीक्षणं च, तथा च प्रत्येकस्य चरणस्य स्वकीयानि विशिष्टानि लक्षणानि, केन्द्रीकरणं च भवति
अस्मिन् खण्डे मुख्यतया एम्बेडेड् सिस्टम् विकासस्य डिजाइनस्य च प्रौद्योगिक्याः पद्धतीनां च परिचयः कृतः अस्ति, तथा च एम्बेडेड् सिस्टम् अनुप्रयोगानाम् कम्प्यूटिंग् मॉडल् इत्यस्य च दृष्ट्या अनुप्रयोगसॉफ्टवेयर डिजाइन पद्धतीनां तथा डिजाइन प्रक्रियायां सम्मुखीभूतानां मुख्यसमस्यानां विश्लेषणं कृतम् अस्ति अन्ते एम्बेडेड् क्षेत्रे सॉफ्टवेयर प्रत्यारोपणसम्बद्धानां विषयाणां चर्चा कृता अस्ति ।
एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य परिकल्पनात् पूर्वं एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाइनस्य एव लक्षणं तथा च एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य डिजाइनस्य मापनार्थं केचन मुख्याः तान्त्रिकसूचकाः स्पष्टीकर्तव्याः
१.एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाईन् इत्यस्य लक्षणम्
सामान्यप्रणालीनिर्माणस्य तुलने एम्बेडेड् प्रणालीनिर्माणस्य निम्नलिखितविशेषताः सन्ति ।
२.एम्बेडेड् सिस्टम्स् इत्यस्य तकनीकीसूचकाः
एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाईन् कृते सामान्यतया प्रयुक्ताः सूचकाः अन्तर्भवन्ति : १.
(1) एनआरई-व्ययः (गैर-पुनरावृत्ति-इञ्जिनीयरिङ्ग-व्ययः) : एकवारं भवति मौद्रिकव्ययः यः प्रणाल्याः डिजाइनं कर्तुं दातव्यः अर्थात् एकवारं डिजाइनं सम्पन्नं जातं चेत् अतिरिक्त-डिजाइन-शुल्कं न दत्त्वा किमपि संख्यायां उत्पादानाम् निर्माणं कर्तुं शक्यते .
(2) इकाईव्ययः : एनआरईव्ययः विहाय एकस्य उत्पादस्य उत्पादनार्थं आवश्यकः मौद्रिकव्ययः ।
(3) आकारः : सॉफ्टवेयरस्य कृते सामान्यतया बाइट्-सङ्ख्यायाः मापनं भवति, तर्क-द्वारस्य अथवा ट्रांजिस्टरस्य संख्यायाः आधारेण माप्यते
(4) कार्यप्रदर्शनम् : निर्दिष्टकार्यं सम्पन्नं कर्तुं प्रणाल्याः कृते आवश्यकः समयः डिजाइनस्य समये सर्वाधिकं प्रयुक्तः डिजाइनसूचकः भवति एकः प्रतिक्रियासमयः, यः निष्पादनस्य आरम्भात् समाप्तेः च मध्ये भवति कार्यम् । द्वितीयं समाप्तिराशिः, यत् प्रतिएककसमये सम्पन्नकार्यस्य परिमाणम् ।
(५) शक्तिः : प्रणाल्याः उपभोक्तशक्तिः, या बैटरी-आयुः अथवा परिपथस्य ताप-विसर्जन-आवश्यकता निर्धारयति ।
(6) लचीलापनम् : एनआरई-व्ययस्य वृद्धिं विना प्रणालीकार्यं परिवर्तयितुं क्षमता।
(7) आद्यरूपनिर्माणसमयः : प्रणाल्याः चालनीयसंस्करणं स्थापयितुं आवश्यकः समयः प्रणालीप्रोटोटाइपः अन्तिमउत्पादस्य अपेक्षया बृहत्तरः महत्तरः च भवितुम् अर्हति, परन्तु सः प्रणाल्याः उपयोगं सम्यक्त्वं च सत्यापयितुं शक्नोति तथा च कार्यक्षमतां सुधारयितुं शक्नोति व्यवस्था।
(8) विपणनसमयः : प्रणालीविकासात् उपभोक्तृभ्यः विक्रेतुं यावत् समयः अत्यन्तं महत्त्वपूर्णाः प्रभावकाः कारकाः डिजाइनसमयः, निर्माणसमयः, परीक्षणसमयः च सन्ति ।
(९) अनुरक्षणक्षमता : विशेषतः अमूलविकासकैः प्रणाल्याः प्रक्षेपणस्य वा विपणनस्य वा अनन्तरं यथासुलभतया परिवर्तनं कर्तुं शक्यते ।
(१०) समीचीनता : यदि प्रणाल्याः कार्यं सम्यक् कार्यान्वितं भवति तर्हि सम्पूर्णे डिजाइनप्रक्रियायाः कालखण्डे प्रणाल्याः कार्यस्य जाँचः कर्तुं शक्यते, तथा च परीक्षणपरिपथः अपि प्रविष्टुं शक्यते यत् तत् सम्यक् अस्ति वा इति जाँचयितुं शक्यते
(११) सुरक्षा : व्यवस्था हानिं न करिष्यति इति संभावना। विभिन्नाः डिजाइनसूचकाः सामान्यतया परस्परं स्पर्धां कुर्वन्ति विशिष्टबाधासु उत्तमं समाधानं प्राप्तुं प्रौद्योगिकी अन्यस्मिन् स्थानान्तरिता भवति ।
३.एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाईन् चुनौती
एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाईन् इत्यस्य समक्षं ये आव्हानाः सन्ति तेषु निम्नलिखितपक्षाः सन्ति ।
(१) कियत् हार्डवेयरस्य आवश्यकता अस्ति : समस्यानां समाधानार्थं प्रयुक्तायाः कम्प्यूटिंग्-शक्तेः उपरि डिजाइनर-जनानाम् दृढं नियन्त्रणं भवति, ते न केवलं कस्य प्रोसेसरस्य उपयोगः करणीयः इति, अपितु स्मृतेः, परिधीय-उपकरणानाम् इत्यादीनां परिमाणं च चयनं कर्तुं शक्नुवन्ति, यतः डिजाइनः न केवलं कार्यक्षमतायाः आवश्यकतानां पूर्तये निर्माणव्ययस्य अपि बाधाः सन्ति ।
(२) समयसीमायाः पूर्तये कथं भवति : समयबाधायाः समाधानार्थं कार्यक्रमस्य शीघ्रं चालनार्थं प्रोसेसरवेगवर्धनपद्धतेः उपयोगः न प्रशस्तः, यतः एतेन प्रणाल्याः मूल्यं वर्धते तत्सह, प्रोसेसरस्य घण्टा-आवृत्तिं वर्धयित्वा कदाचित् निष्पादनवेगः न सुधरति, यतः कार्यक्रमस्य वेगः भण्डारण-प्रणाल्याः सीमितः भवितुम् अर्हति
(3) प्रणालीशक्ति-उपभोगं कथं न्यूनीकर्तव्यम् : बैटरी-सञ्चालित-प्रणालीनां कृते विद्युत्-उपभोगः अतीव संवेदनशीलः विषयः अस्ति । बैटरी-सञ्चालित-प्रणालीनां कृते उच्च-शक्तिः उच्च-ताप-विसर्जनम् इति अर्थः । प्रणालीशक्ति-उपभोगं न्यूनीकर्तुं एकः उपायः अस्ति यत् तस्य गणना-वेगं न्यूनीकर्तुं शक्यते, परन्तु केवलं गणना-वेगं न्यूनीकर्तुं स्पष्टतया असन्तोषजनकं कार्यक्षमतां प्राप्स्यति अतः कार्यक्षमतायाः बाधां पूरयन् विद्युत्-उपभोगं न्यूनीकर्तुं सावधानीपूर्वकं डिजाइनं कर्तव्यम्
(4) प्रणाल्याः मापनीयतां कथं सुनिश्चितं कर्तव्यम् : प्रणाल्याः हार्डवेयर मञ्चे अनेकाः पीढयः उपयोक्तुं शक्यन्ते, अथवा एकस्यामेव पीढीयाः भिन्नस्तरस्य उत्पादानाम् उपयोगः कर्तुं शक्यते एतेषु केवलं केचन सरलपरिवर्तनानि आवश्यकानि सन्ति सॉफ्टवेयरं परिवर्त्य एकं यन्त्रं डिजाइनं कुर्वन्तु यत् कार्यक्षमतां प्रदातुं शक्नोति यत् सॉफ्टवेयर् मध्ये अद्यापि उपलब्धं नास्ति।
(5) प्रणाल्याः विश्वसनीयतां कथं सुनिश्चितं कर्तव्यम् : उत्पादानाम् विक्रयणकाले विश्वसनीयता एकः महत्त्वपूर्णः सूचकः भवति यत् उत्पादः सम्यक् कार्यं कर्तुं शक्नोति इति।
(6) परीक्षणस्य जटिलता : एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य परीक्षणं केवलं केचन दत्तांशं निवेशयितुं बहु कठिनं भवति, अतः सम्यक् दत्तांशं जनयितुं सम्पूर्णं यन्त्रं चालयितुं भवति यदा दत्तांशः उत्पद्यते सः समयः अतीव महत्त्वपूर्णः भवति, अर्थात् न शक्नोति एम्बेडेड् सिस्टम् त्यक्त्वा एम्बेडेड् सिस्टम् परीक्षितुं सम्पूर्णेन वातावरणेन सह कार्यं कुर्वन्तु।
(7) सीमितदृश्यता नियन्त्रणक्षमता च : एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यत्र प्रायः प्रदर्शनयन्त्राणि कीबोर्ड् च न भवन्ति, येन विकासकानां कृते प्रणाल्याः अन्तः किं भवति इति अवगन्तुं कठिनं भवति तथा च कदाचित् तेषां कृते सूक्ष्मनियन्त्रकाणां अवलोकनं कर्तुं न शक्यते अवगन्तुं संकेताः। वास्तविकसमयप्रणालीषु सामान्यतया अवलोकनार्थं प्रणालीं निरुद्धं कर्तुं न शक्यते ।
(8) सीमितविकासवातावरणम् : विकाससॉफ्टवेयर-हार्डवेयर-उपकरणानाम् इत्यादीनां एम्बेडेड्-प्रणालीनां विकासवातावरणं सामान्यतया सामान्य-उद्देश्य-सङ्गणकेषु अथवा कार्यस्थानेषु उपलब्धस्य वातावरणस्य अपेक्षया अधिकं सीमितं भवति अतः पार-विकासस्य उपयोगः केवलं कर्तुं शक्यते, यस्य बहुधा उपयोगः कर्तुं शक्यते विकासस्य प्रगतिम् प्रभावितं करोति।
सामान्यप्रणालीनां विकासस्य सदृशं एम्बेडेड् प्रणालीनां विकासः सॉफ्टवेयर-इञ्जिनीयरिङ्ग-क्षेत्रे अपि सामान्यविकास-प्रतिरूपं स्वीकुर्वितुं शक्नोति, यत्र मुख्यतया जलप्रपात-प्रतिरूपः, सर्पिल-प्रतिरूपः, चरणबद्ध-परिष्कार-प्रतिरूपः, श्रेणीबद्ध-प्रतिरूपः च सन्ति
१.सामान्यविकासप्रतिमानाः
डिजाइनप्रक्रिया इति पदानां श्रृङ्खला अस्ति, या प्रणाल्याः परिकल्पनाकाले अनुसृतव्या, येषु केचन स्वचालितसाधनेन कर्तुं शक्यन्ते, अन्ये तु केवलं हस्तचलितरूपेण कर्तुं शक्यन्ते एम्बेडेड् सिस्टम्स् क्षेत्रे निम्नलिखितरूपेण सामान्यतया प्रयुक्ताः विकासप्रक्रियाप्रतिमानाः सन्ति ।
(1) जलप्रपातस्य प्रतिरूपम्। झरनाप्रतिरूपे पञ्च मुख्यचरणाः सन्ति: आवश्यकताविश्लेषणचरणं लक्ष्यप्रणाल्याः मूलभूतलक्षणं निर्धारयति; and the last इदं अनुरक्षणचरणम् अस्ति, यत् मुख्यतया वातावरणे परिवर्तनस्य अनुकूलतायै कोडस्य परिवर्तनं, त्रुटिसम्पादनं, उन्नयनं च कर्तुं उत्तरदायी भवति प्रत्येकस्मिन् चरणे कार्यं सूचना च सर्वदा उच्चस्तरीय-अमूर्ततायाः अधिकविस्तृत-डिजाइन-पदार्थपर्यन्तं एकस्मिन् दिशि प्रवहति, यत् आदर्शं उपरि-अधः-डिजाइन-प्रतिरूपम् अस्ति
(2) सर्पिलप्रतिरूप। सर्पिलप्रतिरूपं कल्पयति यत् प्रणाल्याः बहुसंस्करणं निर्मातव्यं प्रारम्भिकसंस्करणं सरलं प्रयोगात्मकं प्रतिरूपं भवति यत् डिजाइनरस्य प्रणाल्याः विषये अंतर्ज्ञानं स्थापयितुं सहायकं भवति तथा च एतस्य प्रणाल्याः विकासे अनुभवं सञ्चयति यथा यथा डिजाइनः प्रगच्छति तथा तथा अधिकजटिलसंस्करणाः भविष्यन्ति निर्मितम् । डिजाइनस्य प्रत्येकस्मिन् स्तरे डिजाइनरः त्रयः चरणाः गमिष्यन्ति : माङ्गविश्लेषणं, संरचनात्मकं डिजाइनं, परीक्षणं च । पश्चात् यदा प्रणाल्याः अधिकजटिलसंस्करणानाम् निर्माणं भवति तदा प्रत्येकस्मिन् चरणे अधिकं कार्यं भविष्यति तथा च डिजाइनसर्पिलस्य विस्तारस्य आवश्यकता भविष्यति परिष्कारस्य एषः पदे पदे दृष्टिकोणः डिजाइनरं स्वस्य गभीरं कर्तुं शक्नोति डिजाइनचक्रस्य श्रृङ्खलायाः माध्यमेन विकसितव्यवस्थायाः अवगमनम्। सर्पिलस्य उपरि प्रथमः पाशः अतीव लघुः लघुः च भवति, यदा तु सर्पिलस्य अधः अन्तिमः पाशः सर्पिलप्रतिरूपस्य प्रारम्भिकपाशेषु विवरणं योजयति, यत् जलप्रपातप्रतिरूपात् अधिकं यथार्थं भवति
(3) प्रतिरूपस्य पदे पदे परिष्कारः। चरणबद्धं परिष्कारप्रतिरूपं बहुवारं निर्मितं तन्त्रं भवति प्रथमप्रणाली आद्यरूपरूपेण उपयुज्यते, ततः प्रणाली एकैकशः अधिकं परिष्कृता भवति । यदा डिजाइनरः निर्मितस्य प्रणाल्याः अनुप्रयोगक्षेत्रेण बहु परिचितः नास्ति तदा एषः उपायः सार्थकः भवति । वर्धमानजटिलतायाः अनेकप्रणाल्याः निर्माणेन प्रणालीं परिष्कृत्य डिजाइनरः वास्तुकलानां, डिजाइनप्रविधिनां च परीक्षणं कर्तुं शक्नोति । तदतिरिक्तं, विभिन्नाः पुनरावर्तनीयाः तकनीकाः केवलं आंशिकरूपेण एव सम्पन्नाः भवितुम् अर्हन्ति यावत् प्रणाली अन्ते न समाप्तं भवति ।
(4) श्रेणीबद्धप्रतिरूप। अनेकाः एम्बेडेड्-प्रणाल्याः एव अधिकलघु-डिजाइन-युक्ताः भवन्ति, सम्पूर्ण-प्रणाल्याः कृते विविध-सॉफ्टवेयर-घटकानाम्, हार्डवेयर-घटकानाम् आवश्यकता भवितुम् अर्हति । एते भागाः लघुभागैः निर्मिताः भवेयुः येषां परिकल्पना अद्यापि न कृता अस्ति, अतः परिकल्पनाप्रक्रिया प्रणाल्याः अमूर्ततायाः स्तरेन सह परिवर्तते, सम्पूर्णप्रणाल्याः आरम्भिकनिर्माणात् व्यक्तिगतभागानाम् परिकल्पनापर्यन्तं, समग्ररूपेण परिकल्पनातः highest level of abstraction to the intermediate अमूर्तस्तरस्य विस्तृतं डिजाइनं ततः प्रत्येकस्य विशिष्टस्य मॉड्यूलस्य डिजाइनं स्तरं स्तरं विवृतं भवति प्रत्येकं प्रक्रिया एकेन डिजाइनरेण अथवा डिजाइनदलेन क्रियते , तथा च प्रत्येकं समूहः वरिष्ठानां कृते शिक्षते समूहाः आवश्यकताः प्राप्नुवन्ति यदा मातापितृसमूहाः व्यक्तिगतसमूहस्य डिजाइनस्य गुणवत्तायाः कार्यप्रदर्शनस्य च उपरि अवलम्बन्ते। अपि च, प्रक्रियायाः प्रत्येकं कार्यान्वयनपदं विनिर्देशात् परीक्षणपर्यन्तं सम्पूर्णप्रक्रिया भवति ।
२.एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाईन् पद्धतयः
एकः उत्तमः एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाईन् पद्धतिः अतीव महत्त्वपूर्णा अस्ति यतोहि:
(१) उत्तमः डिजाइन-विधिः डिजाइनरः स्वस्य कार्यस्य प्रगतिम् स्पष्टतया अवगन्तुं शक्नोति, येन तेषु कश्चन अपि न गम्यते इति सुनिश्चितं भवति
(2) डिजाइनर-कार्यं कर्तुं साहाय्यं कर्तुं सङ्गणक-सहायक-उपकरणानाम् उपयोगं अनुमन्यताम्, सम्पूर्णं प्रक्रियां च अनेकेषु नियन्त्रणीय-पदेषु विभज्यताम् ।
(3) उत्तमाः डिजाइन-विधयः डिजाइन-दलस्य सदस्यानां मध्ये संचारस्य सुविधां कुर्वन्ति, एकां व्यापकं डिजाइन-प्रक्रियां परिभाषयित्वा, दलस्य प्रत्येकं सदस्यं तेषां कर्तव्यस्य कार्यस्य, तेभ्यः नियुक्तानां कार्याणां पूर्णतायै आवश्यकानां पदानां च उत्तम-अवगमनं कर्तुं शक्नोति लक्ष्याणि प्राप्तानि।
एम्बेडेड् सिस्टम् सॉफ्टवेयरस्य विकासप्रक्रिया परियोजनानियोजनं, व्यवहार्यताविश्लेषणं, आवश्यकताविश्लेषणं, रूपरेखानिर्माणं, विस्तृतं डिजाइनं, कार्यक्रमनिर्माणं, डाउनलोड्, त्रुटिनिवारणं, ठोसीकरणं, परीक्षणं, संचालनं च इत्यादिषु अनेकचरणेषु विभक्तुं शक्यते
परियोजनानियोजनस्य, व्यवहार्यताविश्लेषणस्य, आवश्यकताविश्लेषणस्य, रूपरेखानिर्माणस्य विस्तृतनिर्माणस्य च चरणाः मूलतः सामान्यसॉफ्टवेयरस्य विकासप्रक्रियायाः समानाः सन्ति, तथा च सर्वे सॉफ्टवेयरइञ्जिनीयरिङ्गपद्धत्यानुसारं कर्तुं शक्यन्ते, यथा आद्यरूपविधयः, संरचितविधयः इत्यादयः .
यतः एम्बेडेड् सॉफ्टवेयरस्य चालनविकासवातावरणं भिन्नं भवति, विकासकार्यं पार-वाररूपेण क्रियते, अतः प्रत्येकं पदे एतत् विचारणीयम् कार्यक्रमस्थापनचरणस्य कार्यं विस्तृतनिर्माणचरणस्य कालखण्डे उत्पन्नदस्तावेजानां आधारेण भवति । अस्मिन् स्तरे कार्ये मुख्यतया स्रोतसङ्केतलेखनं, संकलनं, लिङ्किंग् इत्यादीनि अनेकानि उपप्रक्रियाणि सन्ति एतानि कार्याणि सर्वाणि होस्ट् यन्त्रे क्रियन्ते, लक्ष्ययन्त्रस्य उपयोगस्य आवश्यकता नास्ति अनुप्रयोगस्य कार्यान्वयनीयसञ्चिकां जनयित्वा, भवद्भिः त्रुटिनिवारणाय क्रॉस्-विकासवातावरणस्य उपयोगः करणीयः यत् भवान् वास्तविकस्थित्यानुसारं चयनं कर्तुं शक्नोति ।
उपलब्धानां अनेकदोषनिवारणविधिषु एकं, अथवा तेषां वैधसंयोजनं उपयुज्य एतत् कुर्वन्तु । एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाईन् पारम्परिकसॉफ्टवेयर डिजाईन् इत्यस्मात् भिन्नं भवति, यथा चित्रे १२-११ दर्शितम् अस्ति । प्रायः हार्डवेयर-निर्माणं सॉफ्टवेयर-निर्माणं च सम्मिलितं भवति, यत्र विनिर्देशाः, प्रणाली-वास्तुकला इत्यादीनां अग्रभागीयक्रियाकलापानाम् हार्डवेयर-सॉफ्टवेयर-पक्षयोः विचारः आवश्यकः भवति
तथैव पृष्ठभागस्य डिजाइनं यथा प्रणाली एकीकरणं परीक्षणं च सम्पूर्णं प्रणालीं विचारयति । मध्यवर्तीपदे सॉफ्टवेयर-हार्डवेयर-घटकयोः विकासः परस्परं स्वतन्त्रतया भवति, अधिकांशं हार्डवेयर-सॉफ्टवेयर-कार्यं तुल्यकालिकरूपेण स्वतन्त्रतया कर्तुं शक्यते अन्ते, त्रुटिनिवारणानन्तरं सम्यक् कार्यान्वयनीयः कार्यक्रमः लक्ष्ययन्त्रे ठोसः भवितुमर्हति ।एम्बेडेड् सिस्टम् हार्डवेयर् इत्यस्य विन्यासस्य आधारेण EPROM तथा FLASH इत्यादिषु स्मृतौ, अथवा DOC, DOM इत्यादिषु इलेक्ट्रॉनिकयन्त्रेषु क्यूरिंग् इत्यस्य अनेकाः पद्धतयः सन्ति ।
उप प्लेट। प्रायः केषाञ्चन विशेषप्रोग्रामराणां साहाय्येन क्रियते ।
यतो हि एम्बेडेड्-प्रणालीषु सामान्य-उद्देश्य-सङ्गणक-प्रणालीनां अपेक्षया अधिका सुरक्षा-विश्वसनीयता-आवश्यकता भवति, एम्बेडेड्-प्रणालीनां श्वेत-पेटी-परीक्षणं कुर्वन् अधिक-सङ्केत-कवरेजस्य आवश्यकता भवति प्रणालीविकासप्रक्रियायाः प्रत्येकस्मिन् चरणे प्रणालीपुष्टिः कार्यप्रदर्शनमूल्यांकनं च, सुरक्षामूल्यांकनं जोखिममूल्यांकनं च करणीयम्, प्रणाल्याः कार्यान्वयनस्य परीक्षणं सत्यापनञ्च करणीयम्
एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य विकासः सॉफ्टवेयरस्य हार्डवेयरस्य च व्यापकः विकासः अस्ति, यः एकतः एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य विकासात् बहु भिन्नः अस्ति is developed, सॉफ्टवेयर हार्डवेयर सह उत्पादे ठोसरूपेण भवति तथा च दृढविशिष्टता अस्ति। एतेषां लक्षणानाम् प्रभावेण एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य विकासप्रक्रियायाः समर्थनार्थं सामान्यसॉफ्टवेयरविकासप्रक्रियायाः भिन्ना अभियांत्रिकीपद्धतिः भवितुमर्हति ।
सामान्यतया एम्बेडेड् विकासस्य क्षेत्रे मुख्यतया त्रीणि मूलप्रौद्योगिकीनि सन्ति : प्रोसेसरप्रौद्योगिकी, आईसी प्रौद्योगिकी, डिजाइन/सत्यापनप्रौद्योगिकी च
1. प्रोसेसर प्रौद्योगिकी
प्रोसेसर-प्रौद्योगिकी कम्प्यूटिंग-इञ्जिन-संरचनायाः सह सम्बद्धा अस्ति यत् प्रणाली-कार्यं कार्यान्वितम् अस्ति .
(1) सामान्य प्रयोजन संसाधक। एतादृशस्य प्रोसेसरस्य उपयोगः विभिन्नप्रकारस्य अनुप्रयोगस्य कृते कर्तुं शक्यते यतः डिजाइनरः न जानाति यत् प्रोसेसरः के के कार्याणि करिष्यति, अतः डिजिटलसर्किट् इत्यस्य उपयोगेन प्रोग्राम् निर्मातुं असम्भवम् अन्यत् वैशिष्ट्यम् अस्ति सार्वभौमिकदत्तांशमार्गः विविधगणनाः नियन्त्रयितुं दत्तांशमार्गः सामान्यतया बहूनां पञ्जिकाः, एकः वा अधिकः सामान्य-उद्देश्य-तर्क-एककाः च भवन्ति । डिजाइनरस्य केवलं आवश्यकानि कार्याणि अर्थात् डिजाइन-सम्बद्धं सॉफ्टवेयरं कर्तुं प्रोसेसरस्य स्मृतिः प्रोग्रामयितुं आवश्यकम् ।
एम्बेडेड् सिस्टम्स् इत्यस्मिन् सामान्यप्रयोजनप्रोसेसरस्य उपयोगेन डिजाइनमेट्रिकस्य दृष्ट्या अनेके लाभाः सन्ति । विपणनस्य समयः एनआरई-व्ययः च न्यूनः भवति यतोहि डिजाइनरस्य केवलं किमपि डिजिटल-डिजाइनं न कृत्वा कार्यक्रमस्य लेखनस्य आवश्यकता भवति अयं अत्यन्तं लचीलः अस्ति तथा च कार्यक्रमे परिवर्तनं कृत्वा कार्यात्मकं परिवर्तनं कर्तुं शक्यते । आन्तरिकरूपेण प्रोसेसरस्य डिजाइनस्य तुलने यदा परिमाणं अल्पं भवति तदा यूनिट्-व्ययः न्यूनः भवति ।
अवश्यं, अस्याः पद्धत्याः डिजाइनसूचकेषु अपि केचन दोषाः सन्ति यदा परिमाणं बृहत् भवति तदा एककव्ययः तुल्यकालिकरूपेण अधिकः भवति, यतः यदा परिमाणं बृहत् भवति तदा स्वयमेव परिकल्पितस्य एनआरई-व्ययस्य परिशोधनं भवति, येन एककव्ययः न्यूनीकर्तुं शक्यते तत्सह केषाञ्चन अनुप्रयोगानाम् कृते कार्यक्षमता दुर्बलं भवितुम् अर्हति । अनावश्यकप्रोसेसरहार्डवेयरस्य समावेशस्य कारणेन प्रणाल्याः आकारः, विद्युत्-उपभोगः च वर्धयितुं शक्नोति ।
(2) एकउद्देश्यसंसाधकः। एकप्रयोजनीयः प्रोसेसरः विशिष्टप्रोग्रामस्य निष्पादनार्थं विनिर्मितः अङ्कीयपरिपथः अस्ति । JPEG इत्यादयः कोडेक्स् विडियो सूचनां संपीडयितुं विसंपीडयितुं वा एकां प्रक्रियां निष्पादयन्ति । एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाइनरः विशिष्टानि डिजिटल सर्किट् डिजाइनं कृत्वा एकउद्देश्यप्रोसेसरं निर्मातुम् अर्हन्ति । डिजाइनरः पूर्वनिर्मितव्यापारिकैकउद्देश्यप्रोसेसरानाम् अपि उपयोगं कर्तुं शक्नुवन्ति ।
एम्बेडेड् सिस्टम्स् इत्यस्मिन् एकप्रयोजनप्रोसेसरस्य उपयोगेन मेट्रिकस्य दृष्ट्या केचन लाभाः हानिः च सन्ति । एते लाभाः हानिः च मूलतः सामान्य-उद्देश्य-प्रोसेसरस्य विपरीतानि सन्ति, कार्यक्षमता उत्तमं भवितुम् अर्हति, आकारः शक्तिः च लघुः भवितुम् अर्हति, परिमाणस्य बृहत् भवति चेत् यूनिट्-व्ययः न्यूनः भवितुम् अर्हति, तथा च डिजाइन-समयः एनआरई-व्ययः च अधिकः भवितुम् अर्हति, लचीलापनं दुर्बलं भवति, प्रतिघण्टां च एककव्ययः अधिकः भवति, केषाञ्चन अनुप्रयोगानाम् कृते, कार्यक्षमता सामान्य-उद्देश्य-संसाधकानां इव उत्तमं नास्ति ।
(3) समर्पितः प्रोसेसरः। विशेषप्रयोजननिर्देशसमूहसंसाधकः विशिष्टप्रकारस्य अनुप्रयोगस्य कृते अनुकूलितः प्रोग्रामेबलप्रोसेसरः भवति । एतादृशानां विशिष्टानां अनुप्रयोगानाम् समानानि लक्षणानि सन्ति, यथा एम्बेडेड् नियन्त्रणं, डिजिटलसंकेतप्रक्रियाकरणम् इत्यादयः । एम्बेडेड् सिस्टम्स् इत्यत्र समर्पितानां प्रोसेसरानाम् उपयोगः उत्तमं प्रदर्शनं, शक्तिं, आकारं च सुनिश्चित्य अधिकं लचीलतां दातुं शक्नोति, परन्तु एतादृशानां प्रोसेसराणां कृते अद्यापि प्रोसेसरस्य एव निर्माणाय, कम्पाइलरस्य च निर्माणार्थं महत् व्ययस्य आवश्यकता भवति सूक्ष्मनियन्त्रकाः डिजिटलसंकेतसंसाधकाः च द्वौ प्रकारौ विशेषसंसाधकाः सन्ति येषां व्यापकरूपेण उपयोगः भवति डिजिटलसंकेतसंसाधकाः सूक्ष्मसंसाधकाः सन्ति ये डिजिटलसंकेतासु सामान्यकार्यं कुर्वन्ति, यदा तु सूक्ष्मसंसाधकाः एम्बेडेड् नियन्त्रणप्रोसेसरानाम् अनुकूलाः सन्ति
२. आईसी प्रौद्योगिकी
प्रणाल्याः एकीकृतपरिपथस्य डिजाइनविवरणात् वास्तविकचिपस्य भौतिकमानचित्रणप्रक्रियाम् आप्नोति सा कार्यान्वयनप्रौद्योगिकी IC (Integrated Circuits, integrated circuit) प्रौद्योगिकी वर्तमानकाले अर्धचालकक्षेत्रे त्रयः प्रकाराः कार्यान्वयनप्रौद्योगिकीः सन्ति, यथा पूर्णानुकूलनम् , अर्ध-अनुकूलनम् तथा प्रोग्रामेबल प्रौद्योगिकी एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य हार्डवेयर डिजाइन इत्यत्र प्रयोक्तुं शक्यते।
(1) पूर्णतया अनुकूलित/VLSI (अतिबृहद्परिमाणस्य एकीकृतसर्किटाः, अत्यन्तं बृहत्परिमाणस्य एकीकृतपरिपथाः)। पूर्णतया अनुकूलित-IC-प्रौद्योगिक्यां प्रत्येकस्मिन् स्तरे डिजाइनरः विशिष्टस्य एम्बेडेड्-प्रणाल्याः डिजिटल-कार्यन्वयनस्य अनुकूलनं कर्तुं प्रवृत्ताः भवन्ति . निर्माणसंयंत्रे वास्तविकचिप्सस्य उत्पादनार्थं मास्कस्य उपयोगेन, पूर्णतया कस्टम् IC डिजाइनाः, येषां प्रायः VLSI इति अपि उच्यते, उच्च-NRE-व्ययः, दीर्घः निर्माणसमयः, उच्च-मात्रायां अथवा प्रदर्शन-महत्त्वपूर्ण-अनुप्रयोगेषु उपयुक्ताः सन्ति
(2) अर्ध-कस्टम/ASIC (अनुप्रयोग विशिष्ट एकीकृत परिपथ, अनुप्रयोग विशिष्ट एकीकृत परिपथ)। अर्ध-कस्टम ASIC एकः बाध्य-डिजाइन-विधिः अस्ति, यत्र गेट-एरे-डिजाइन-विधिः, मानक-सेल-डिजाइन-विधिः च सन्ति । इदं अर्धसमाप्तं हार्डवेयरं यस्य चिप्-उपरि निर्मिताः केचन सार्वभौमिक-एकक-घटकाः घटक-समूहाः च सन्ति । इयं डिजाइन-विधिः लचीला, सुविधाजनकः, व्यय-प्रभावी च भवति, डिजाइन-चक्रं लघु करोति, उपजं च सुधरयति ।
(3) प्रोग्रामेबल/एएसआईसी। प्रोग्रामेबल-यन्त्रे सर्वाणि स्तराः पूर्वमेव सन्ति प्रोग्रामेबल एएसआईसी इत्यस्य एनआरई-व्ययः न्यूनः, अधिकः यूनिट्-लाभः, अधिकः विद्युत्-उपभोगः, मन्दगतिः च भवति ।
३.डिजाइन/सत्यापन प्रौद्योगिकी
एम्बेडेड्-प्रणालीनां डिजाइन-प्रौद्योगिक्याः मुख्यतया हार्डवेयर-डिजाइन-प्रौद्योगिकी, सॉफ्टवेयर-डिजाइन-प्रौद्योगिकी च इति द्वौ वर्गौ समाविष्टौ स्तः । तेषु हार्डवेयर-डिजाइन-क्षेत्रे प्रौद्योगिक्याः मुख्यतया चिप्-स्तरीय-डिजाइन-प्रौद्योगिकी, सर्किट्-बोर्ड-स्तरीय-डिजाइन-प्रौद्योगिकी च अन्तर्भवति ।
चिप्-स्तरीय-डिजाइन-प्रौद्योगिक्याः मूलं संकलनम्/संश्लेषणं, पुस्तकालयः/IP (बौद्धिकसम्पत्त्याः, बौद्धिकसम्पत्त्याः), परीक्षणं/सत्यापनं च अस्ति । संकलन/संश्लेषणप्रौद्योगिकी डिजाइनरं अमूर्तरूपेण आवश्यककार्यक्षमतायाः वर्णनं कर्तुं तथा च स्वयमेव कार्यान्वयनविवरणस्य विश्लेषणं सम्मिलितुं च समर्थयति। पुस्तकालय/IP प्रौद्योगिकी उच्चस्तरीयअमूर्तीकरणानां कृते पूर्वनिर्मितनिम्नस्तरीयअमूर्तीकरणकार्यन्वयनानां उपयोगं करोति । परीक्षण/सत्यापन प्रौद्योगिकी सुनिश्चितं करोति यत् प्रत्येकं स्तरं सम्यक् कार्यं करोति, स्तरयोः मध्ये पुनरावर्तनीयस्य डिजाइनस्य व्ययः न्यूनीकरोति ।
सॉफ्टवेयर डिजाइन प्रौद्योगिक्याः मूलं सॉफ्टवेयरभाषा अस्ति । सॉफ्टवेयरभाषाः निम्नस्तरीयभाषाभ्यः (यन्त्रभाषा, असेंबलीभाषा) उच्चस्तरीयभाषाभ्यः (उदाहरणार्थं, संरचितविन्यासभाषाः, वस्तु-उन्मुखाः डिजाइनभाषाः) यावत् विकासप्रक्रियायाः अनुभवं कृतवन्तः विधानसभा प्रौद्योगिकी, विश्लेषणप्रौद्योगिकी, संकलन/व्याख्या प्रौद्योगिकी इत्यादयः अनेकाः सम्बद्धाः प्रौद्योगिकयः। सॉफ्टवेयरभाषायाः स्तराः अपि क्रमेण कार्यान्वयनस्तरात्, डिजाइनस्तरात्, कार्यात्मकस्तरात् च माङ्गस्तरस्य भाषाविकासाय संक्रमणं कुर्वन्ति ।
प्रारम्भिकेषु दिनेषु सामान्यप्रयोजनप्रोसेसरस्य अवधारणायाः क्रमेण निर्माणेन सॉफ्टवेयरप्रौद्योगिक्याः तीव्रगत्या विकासः अभवत्, सॉफ्टवेयरस्य जटिलता अपि वर्धयितुं आरब्धा, सॉफ्टवेयरनिर्माणस्य हार्डवेयरनिर्माणस्य च प्रौद्योगिकीः क्षेत्राणि च पूर्णतया पृथक् अभवन् एतयोः क्षेत्रयोः डिजाइन-तकनीकाः साधनानि च एकत्रैव विकसितानि सन्ति, येन डिजाइन-जटिलतायाः वर्धमान-आवश्यकतानां अनुकूलतायै अधिकाधिक-अमूर्त-स्तरयोः व्यवहार-वर्णनं कर्तुं शक्यते एषः युगपत् विकासः इदानीं द्वयोः क्षेत्रयोः व्यवहारस्य वर्णनार्थं समानसमयप्रतिरूपस्य उपयोगं करोति, अतः सम्भवति यत् क्षेत्रद्वयं पुनः एकस्मिन् क्षेत्रे एकीकृतं भविष्यति
अधिकांशः एम्बेडेड्-प्रणाल्याः वास्तविक-समय-प्रतिक्रियाशील-प्रणाल्याः इति तथ्यं दृष्ट्वा, प्रतिक्रियाशील-प्रणाल्याः बहु-कार्य-समवर्ततायाः, सख्त-समय-बाधायाः, उच्च-विश्वसनीयतायाः च लक्षणं भवति प्रतिक्रियाशील-प्रणालीनां परिकल्पनायाः वर्णनस्य च कृते जनाः क्रमशः विविधाः प्रस्ताविताः सन्ति वर्णन भाषाएँ तथा प्रमाणीकरण पद्धति। यथा, प्रतिक्रियाशीलप्रणालीनां प्रकृतिं वर्णयितुं प्रतिक्रियाशीलप्रणालीनां व्यवहारस्य विषये तर्कस्य च वर्णनार्थं क्रमिकतर्कस्य उपयोगः भवति, प्रतिक्रियाशीलप्रणालीनिर्माणानां सम्यक्त्वस्य सत्यापनार्थं च आदर्शपरीक्षाप्रौद्योगिक्याः उपयोगः भवति प्रक्रिया। ।
एम्बेडेड् सिस्टम्स् कृते विकासवातावरणस्य अनेकाः प्रकाराः सन्ति, येषां सामान्यतया निम्नलिखितवर्गेषु विभक्तुं शक्यते ।
(1) एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम्स् समर्थयन्तः विकासवातावरणाः अस्मिन् वर्गे बहवः विकासवातावरणाः सन्ति, यथा PalmOS, THOS, VxWorks, Windows CE इत्यादयः वाणिज्यिक एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम्स्, येषु पूर्णतया कार्यात्मकाः विकासवातावरणाः समर्थयन्ति
(2) प्रोसेसरचिपस्य समर्थनं कुर्वन् विकासवातावरणम्। एतत् प्रकारस्य विकासवातावरणं सामान्यतया प्रोसेसरनिर्मातृभिः प्रदत्तं भवति उदाहरणार्थं, सूक्ष्मनियन्त्रकचिप्सस्य S1C33 श्रृङ्खलायां आधारितं एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य विकासाय विशेषतया प्रारब्धं टूल् किट् इत्येतत् एतादृशं विकासवातावरणं भवति
(3) विशिष्टस्य अनुप्रयोगमञ्चस्य मेलनं कुर्वन् विकासवातावरणम्। एतादृशं विकासवातावरणं अत्यन्तं लक्षितं भवति, यथा क्वालकॉम् इत्यस्य ब्रू एसडीके ।
(4) अन्यप्रकाराः विकासवातावरणाः। एषः प्रकारः विकासवातावरणं मुख्यतया GNU मुक्तस्रोतसाधनानाम् आधारेण केभ्यः एम्बेडेड् सिस्टम् विक्रेतृभिः विकसितं वा अनुकूलितं वा अधिकं सामान्यं विकासवातावरणं निर्दिशति एतादृशानि साधनानि निःशुल्कं उपलभ्यन्ते, प्रोसेसरप्रकारस्य विस्तृतपरिधिं समर्थयन्ति, पूर्णकार्यं च कुर्वन्ति, परन्तु तेषां तकनीकीसमर्थनं व्यावसायिकव्यापारिकसाधनानाम् अपेक्षया किञ्चित् न्यूनं भवति
यथा यथा एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य कार्याणि अधिकाधिकं जटिलानि भवन्ति तथा तथा एतेषां कार्यात्मकरूपेण जटिलप्रणालीनां व्यवहारस्य वर्णनं अधिकाधिकं कठिनं भवति अभ्यासेन सिद्धं जातं यत् कम्प्यूटेशनल् मॉडल् इत्यस्य उपयोगेन सिस्टम्स् इत्यस्य वर्णनं विश्लेषणं च अभियांत्रिकी मूल्ययुक्ता पद्धतिः अस्ति
अस्मिन् खण्डे एम्बेडेड् क्षेत्रे सामान्यतया प्रयुक्तानां कतिपयानां कम्प्यूटिंग मॉडल्-परिचयः कृतः, तथा च कम्प्यूटिङ्ग् मॉडल्-दृष्ट्या एम्बेडेड्-एप्लिकेशन-डिजाइन-विकास-सम्बद्धानां विषयाणां विश्लेषणं व्याख्यानं च कृतम् अस्ति गणनाप्रतिमानाः सरलवस्तूना सह जटिलव्यवहारस्य संयोजनाय पद्धतीनां समुच्चयं प्रदान्ति, येन डिजाइनरः प्रणालीव्यवहारं अवगन्तुं वर्णनं च कर्तुं साहाय्यं कर्तुं शक्नोति । एम्बेडेड् सिस्टम्स् इत्यत्र सामान्यतया प्रयुक्ताः कम्प्यूटिङ्ग् मॉडल् निम्नलिखितम् अन्तर्भवन्ति: क्रमिक कम्प्यूटिङ्ग् मॉडल्, संचारप्रक्रिया मॉडल्, राज्ययन्त्रप्रतिरूपं, डाटा फ्लो मॉडल्, वस्तु-उन्मुखं मॉडल्, समवर्ती प्रक्रिया मॉडल् च एतेषां प्रतिरूपाणां उपयोगः भिन्न-भिन्न-अनुप्रयोग-क्षेत्रेषु भवति यथा, राज्य-यन्त्र-प्रतिरूपं नियन्त्रण-उन्मुख-प्रणालीनां वर्णनार्थं विशेषतया उपयुक्तम् अस्ति, तथा च दत्तांश-प्रवाह-प्रतिरूपं दत्तांश-संसाधन-रूपान्तरण-समस्यानां सम्यक् वर्णनं कर्तुं शक्नोति सम्प्रति सर्वाधिकं प्रयुक्तं समवर्तीप्रक्रियाप्रतिरूपम् अस्ति ।
१.राज्य यन्त्रप्रतिरूप
परिमित-अवस्था-यन्त्रम् (FSM) एकं मूलभूतं अवस्था-प्रतिरूपं यत् प्रणाल्याः व्यवहारस्य वर्णनार्थं सम्भाव्य-अवस्था-समूहस्य उपयोगं कर्तुं शक्नोति, प्रणाली केवलं कदापि एकस्मिन् अवस्थायां भवितुम् अर्हति, अथवा निर्धारित-स्थितेः वर्णनं अपि कर्तुं शक्नोति निवेशेन संक्रमणं, अन्ते, कस्यापि अवस्थायां वा अवस्थासंक्रमणस्य समये वा भवितुं शक्नुवन्ति कार्याणि वर्णयितुं शक्नोति ।
परिमितावस्थायन्त्रं FSM षड्-टुपल् F अस्ति<S，I，O，F，H，S0> , यत्र S एकः अवस्थासमूहः {s0, s1,...,sl}, I एकः निवेशसमूहः {I0, I1,...,Im}, O एकः आउटपुटसमूहः {o0, o1,...,on}, F च अस्ति a substate function.अथवा संक्रमणफलनं, यत् अवस्थां निवेशं च अवस्थायां (S×I→S) मैप् करोति, H आउटपुट् फंक्शन्, यत् अवस्थां आउटपुट् (S→O) प्रति मैप् करोति, S0 च प्रारम्भिकस्थितिः .
चित्रे १२-१२ लिफ्टनियन्त्रण-एककस्य अवस्थायन्त्रवर्णनम् अस्ति । प्रारम्भिक "निष्क्रिय" अवस्थायां, 0 यावत् स्थापयित्वा अधः स्थापयन्तु तथा च 1 यावत् उद्घाटयन्तु । राज्ययन्त्रं "निष्क्रिय" अवस्थायां तिष्ठति यावत् अनुरोधितः तलः वर्तमानतलात् भिन्नः न भवति । यदि अनुरोधितः तलः वर्तमानतलात् अधिकः भवति तर्हि राज्ययन्त्रं "ऊर्ध्व" अवस्थां प्रति स्थानान्तरं कृत्वा 1 पर्यन्तं स्थापयति । यदि अनुरोधितः तलः वर्तमानतलात् लघुः भवति तर्हि राज्ययन्त्रं "अधः" अवस्थां प्रति गच्छति तथा च अधः 1 इति सेट् भवति । राज्ययन्त्रं "अधः" अथवा "ऊर्ध्व" अवस्थायां यावत् वर्तमानतलः अनुरोधिततलस्य बराबरः न भवति तावत् तिष्ठति, ततः अवस्था "उद्घाटित" अवस्थायां संक्रमणं करोति यत्र मुक्तं 1 इति सेट् भवति सामान्यतया, प्रणाल्याः समयनिर्धारकः भवति अतः यदा राज्ययन्त्रं "मुक्तद्वारम्" अवस्थायां स्थानान्तरं करोति तदा राज्ययन्त्रं यावत् समयनिर्धारकः न भवति तावत् यावत् "मुक्तद्वार" अवस्थायां तिष्ठति "निष्क्रिय" अवस्था ।
यदा FSM इत्यस्य उपयोगः एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाईन् इत्यस्मिन् भवति तदा तस्य इनपुट् आउटपुट् इत्येतयोः दत्तांशप्रकाराः द्वौ अपि बूलियन् प्रकारौ भवतः, तथा च फंक्शन् बूलियन् फंक्शन्स् युक्तं बूलियन् फंक्शन् प्रतिनिधियति . यदि भवान् दत्तांशं संसाधितुं इच्छति तर्हि FSM दत्तांशमार्गयुक्ते राज्ययन्त्रे (FSM with Datapath, FSMD) विस्तारयतु । तदतिरिक्तं पदानुक्रमिकं समवर्तीतां च समर्थयितुं राज्ययन्त्रप्रतिरूपं अधिकं विस्तारयितुं शक्यते ।
२.दत्तांशप्रवाहप्रतिरूपम्
दत्तांशप्रवाहप्रतिरूपं समवर्तीबहुकार्यप्रतिरूपात् प्राप्तं प्रतिरूपम् अस्ति एतत् प्रतिरूपं प्रणाल्याः व्यवहारं नोड्स् तथा एज्स् इत्येतयोः समुच्चयरूपेण वर्णयति, यत्र नोड्स परिवर्तनं प्रतिनिधियन्ति तथा च एज्स् एकस्मात् नोड्तः अन्यस्मिन् नोड् मध्ये दत्तांशप्रवाहं प्रतिनिधियन्ति . प्रत्येकं नोड् स्वस्य इनपुट् एज्स् इत्यस्मात् दत्तांशस्य उपयोगं करोति, परिवर्तनं करोति, स्वस्य आउटपुट् एज्स् इत्यत्र दत्तांशं उत्पादयति च ।
प्रत्येकं धारायां दत्तांशः भवितुम् अर्हति वा न वा धारे दृश्यमानः दत्तांशः टोकन इति उच्यते यदा नोड् इत्यस्य सर्वेषु इनपुट् एज्स् मध्ये न्यूनातिन्यूनम् एकः टोकनः भवति तदा नोड् इत्यस्य प्रवर्तनं कर्तुं शक्यते । नोड् इत्यस्य ट्रिगरीकरणानन्तरं प्रत्येकं इनपुट् एज इत्यस्मात् टोकनस्य उपयोगः भविष्यति, सर्वेषु प्रयुक्तेषु टोकनेषु दत्तांशरूपान्तरणं भविष्यति, तथा च आउटपुट् एज इत्यत्र टोकन उत्पद्यते .
चित्रे १२-१३ z=(a+b)×(cd) गणनायाः कृते दत्तांशप्रवाहप्रतिरूपं दर्शितम् अस्ति । सम्प्रति, अनेके वाणिज्यिकसाधनाः सन्ति ये चित्रात्मकभाषासु आँकडाप्रवाहप्रतिमानं अभिव्यक्तुं समर्थयन्ति एते साधनानि स्वयमेव सूक्ष्मसंसाधकेषु कार्यान्वयनार्थं दत्तांशप्रवाहप्रतिमानं समवर्तीबहुकार्यप्रतिरूपेषु परिवर्तयितुं शक्नुवन्ति रूपान्तरणविधिः प्रत्येकं नोड् कार्ये तथा प्रत्येकं धारं चैनले परिवर्तयितुं समवर्ती बहुकार्यप्रतिरूपस्य कार्यान्वयनविधिः समवर्तीकार्यस्य नक्शाङ्कनार्थं वास्तविकसमयस्य प्रचालनप्रणालीयाः उपयोगः भवति
चित्र 12-14 एकं समकालिकं आँकडाप्रवाहप्रतिरूपम् अस्ति, अस्मिन् प्रतिरूपे, नोड् इत्यस्य प्रत्येकं इनपुट् एजः आउटपुट् एजः च प्रत्येकस्य ट्रिगरस्य कृते उपयुज्यमानस्य जनितस्य च टोकनस्य संख्यायाः सह चिह्नितः भवति । अस्य प्रतिरूपस्य लाभः अस्ति यत् कार्यान्वयनस्य समये समवर्ती बहुकार्यप्रतिरूपे परिवर्तनस्य आवश्यकता नास्ति तस्य स्थाने क्रमिककार्यक्रमप्रतिरूपं जनयितुं नोड्स् स्थिररूपेण निर्धारिताः भवन्ति । आदर्शं क्रमिकप्रोग्रामिंगभाषायाः (यथा C भाषा) उपयोगेन व्यक्तं कर्तुं शक्यते तथा च वास्तविकसमयप्रचालनप्रणालीं विना निष्पादयितुं शक्यते, अतः तस्य निष्पादनदक्षता अधिका भवति
3. समवर्ती प्रक्रियाप्रतिरूपम्
समवर्ती प्रक्रियाप्रतिरूपं प्रक्रियासमूहेन निर्मितं भवति प्रत्येकं प्रक्रिया क्रमिकनिष्पादनप्रक्रिया भवति, प्रत्येकं प्रक्रिया च समवर्तीरूपेण निष्पादयितुं शक्यते । समवर्ती प्रक्रियाप्रतिरूपं प्रक्रियाणां निर्माणं, समाप्तुं, निलम्बनं, पुनः आरम्भं, संयोजयितुं च कार्याणि प्रदाति । प्रक्रियाः परस्परं संवादं कर्तुं शक्नुवन्ति, निष्पादनकाले दत्तांशस्य आदानप्रदानं च कर्तुं शक्नुवन्ति । अन्तरप्रक्रियासञ्चारः द्वौ रूपौ भवितुं शक्नोति : साझाचराः सन्देशप्रसारणं च । समवर्तीप्रक्रियाणां क्रियाणां समन्वयनार्थं सेमाफोर्, क्रिटिकल् सेक्शन्स्, ट्यूब्स्, मार्गव्यञ्जनानि इत्यादयः उपयुज्यन्ते ।
सामान्यतया वास्तविकसमयतन्त्रं बहुभिः समवर्तीनिष्पादितप्रक्रियाभिः निर्मितं प्रणालीरूपेण द्रष्टुं शक्यते, येषु प्रत्येकस्मिन् समयस्य आवश्यकता भवति । एवं प्रकारेण, अनेके एम्बेडेड् सिस्टम्स् समवर्तीरूपेण निष्पादितानां कार्याणां समुच्चयेन अधिकसुलभतया वर्णिताः भवन्ति, यतः एतानि प्रणाल्यानि स्वयं बहुकार्यप्रणालीः सन्ति, तथा च समवर्तीप्रक्रियाप्रतिरूपं स्वाभाविकतया वास्तविकसमयप्रचालनतन्त्रस्य बहुकार्यकरणेन कार्यान्वितुं शक्यते
४.वस्तु-प्रधानं प्रतिरूपम्
पारम्परिकं समवर्ती प्रक्रियाप्रतिरूपं प्रक्रियायाः अवधारणायाः परितः परिकल्पितम् अस्ति प्रक्रिया एकः कार्यान्वयनस्तरीयः अवधारणा अस्ति अतः समवर्तीसमस्यानां समाधानार्थं प्रक्रियाप्रतिरूपस्य उपयोगः अत्यन्तं कठिनः अस्ति objective world।इदं अप्राकृतिकम् अस्ति, अपि च समवर्तीकार्यक्रमानाम् परिकल्पना, अवगमनं च कठिनं करोति।
वस्तु-उन्मुखं प्रतिरूपं वस्तुजगति अधिकप्रत्यक्षरूपेण क्रियाकलापानाम् वर्णनं करोति, प्रतिरूपे च सम्भाव्यसमवर्ती निष्पादनक्षमता अस्ति एकस्य वस्तुनः अन्यस्य वस्तुनः कृते सन्देशं प्रेषयित्वा यदि सन्देशस्य संसाधनफलस्य आवश्यकता नास्ति अथवा तत्क्षणमेव आवश्यकता नास्ति तर्हि पूर्वस्य उत्तरस्य सन्देशस्य संसाधनं प्रतीक्षितुं न प्रयोजनं भवति, सन्देशप्रेषकः सन्देशग्राहकः च निष्पादयितुं शक्नुवन्ति समवर्ती ।वस्तुनि सर्वाणि निष्क्रियसेवाप्रदातृस्थितौ न भवन्ति ।
कारणम्। प्रायः वस्तु एकस्मिन् समये बहुसन्देशान् सम्भालितुं शक्नोति ।
वस्तु दत्तांशस्य एकं समापनम् अस्ति तथा च कार्याणि वस्तुनः स्थानीयचरयोः मध्ये वस्तुनः स्थितिः एकस्मिन् निश्चिते क्षणे वस्तुनः सर्वेषां स्थानीयचरानाम् मूल्यैः प्रतिनिधिता भवति । समवर्तीवातावरणे वस्तुनः समवर्तीस्थितेः वर्णनमपि अवश्यं विचारणीयम्, यतः वस्तुनः समवर्तीनियन्त्रणं वस्तुनः समवर्ती अवस्थायाः आधारेण भवति समवर्तीत्वं वस्तुप्रधानं च संयोजनं द्विधा कर्तुं शक्यते ।
(1) वस्तु-उन्मुख-प्रतिरूपे समवर्ती-तन्त्रस्य परिचयं कुर्वन्तु, वस्तु-उन्मुख-प्रौद्योगिक्याः पूर्ण-उपयोगं कृत्वा वस्तु-उन्मुखस्य जगतः उत्तम-प्रतिरूप-क्षमतायाः वर्णनं कुर्वन्तु तथा च वस्तु-उन्मुखस्य विविध-महत्त्वपूर्ण-लक्षणानाम् वर्णनं कुर्वन्तु, तत्सहकालं तस्य सम्भाव्य-समवर्ती-क्षमतानां वर्णनं कुर्वन्तु , समवर्तीगणनावर्णनार्थं उपयुक्तं कृत्वा ।
(2) पारम्परिकसमवर्तीप्रतिरूपे वस्तुप्रधानचिन्तनस्य परिचयं कुर्वन्तु। वस्तु-उन्मुखाः समवर्ती-प्रतिरूपाः द्वयोः प्रकारयोः विभक्ताः भवितुम् अर्हन्ति : अन्तर्निहित-समवर्ती-प्रतिरूपाः, स्पष्ट-समवर्ती-प्रतिरूपाः च ।
(1) अन्तर्निहित समवर्ती प्रतिरूप। अस्य प्रतिरूपस्य विशेषता अस्ति यत् समवर्ती डिजाइनं स्थगयित्वा प्रतिरूपणस्य आधाररूपेण वस्तुप्रतिरूपणस्य उपयोगः भवति । रन-चरणं प्रविष्टुं पूर्वं वस्तुनः स्वायत्त-एककाः, विविध-वस्तूनाम् क्रियाकलापाः आदर्श-समवर्ती-रीत्या सम्पन्न-विशिष्ट-कार्य-रूपेण च व्यवहरन्तु यथा प्रत्येकस्य वस्तुनः स्वकीयः प्रोसेसरः भवति, तथैव अयं प्रोसेसरः वस्तुनः कृते निष्पादनसूत्रं प्रदातुं शक्नोति । प्रणाल्यां प्रविशन्तः बाह्यघटना: प्रक्रियानुरोधः इति गण्यन्ते, ततः केभ्यः वस्तुभ्यः प्रसारिताः भवन्ति । सैद्धान्तिकरूपेण अनुरोधस्य अनुरूपं किमपि संख्यां वस्तु तदनुरूपं प्रक्रियां कर्तुं शक्नोति । कार्यान्वयनस्य समये शेड्यूलरः अन्ततः स्वस्य वस्तुषु कार्याणां क्रमं निर्धारयति, यथा चित्रे १२-१५ दर्शितम् अस्ति ।
(2) स्पष्ट समवर्ती प्रतिरूप। अस्य प्रतिरूपस्य लक्षणं यत् प्रथमं समवर्तीत्वं विचारणीयम्, समवर्तीत्वसंकल्पना वस्तुसंकल्पना च प्रथमं पृथक् कर्तव्या । वस्तुनः स्थापनायाः अनन्तरं वास्तविकसमयप्रचालनतन्त्रेण समर्थितायाः प्रक्रियासंकल्पनायाः उपयोगः समवर्तनस्य प्रतिनिधित्वार्थं भवति, वस्तुनः प्रक्रियायाश्च अमूर्तस्तरद्वयं निर्मीयते अर्थात् प्रथमं प्रणाल्याः आरम्भबिन्दुरूपेण अर्धसमवर्तीप्रक्रियासु विघटनं भवति, तथा च प्रत्येकं प्रक्रियायाः अन्तः वस्तु-उन्मुख-प्रौद्योगिक्याः उपयोगेन . वस्तुनां मध्ये अन्तरक्रियाः नेस्टेड् फंक्शन् कॉल् इति रूपेण व्यक्ताः भवन्ति, तथा च वस्तुनां अखण्डतां सुनिश्चित्य लॉक्, मॉनिटर्, सेमाफोर् इत्यादीनि स्पष्टसमन्वयनतन्त्राणि योजिताः भवन्ति अयं प्रतिरूपः प्रक्रियाः वस्तुभ्यः उपरि स्थापयति, तथा च वस्तुषु समवर्तीत्वं वा वस्तुक्रमाङ्कनं वा विचारयितुं आवश्यकता नास्ति, यथा चित्रे १२-१६ दर्शितम् अस्ति ।
प्रारम्भिकेषु दिनेषु वास्तविकसमयप्रणालीनां परिकल्पनापद्धतिः मुख्यतया संरचितविधिविधिः आसीत् वस्तु-उन्मुख-वास्तविक-समय-प्रणाली-निर्माण-पद्धतेः एतेषु समस्यासु स्पष्टतया लाभाः सन्ति । अधिकव्यावहारिकः वस्तु-उन्मुखः डिजाइन-विधिः नोकिया-संस्थायाः OCTOPUS-विधिः अस्ति सिस्टम् प्रतिक्रियासमयः, समयक्षेत्रं तथा समवर्तीता, समन्वयनम्, संचारः, व्यत्ययनियन्त्रणं, ASICs, हार्डवेयर-अन्तरफलकानि, अन्त्यतः अन्तः प्रतिक्रियासमयाः इत्यादीनां पक्षानाम् निबन्धनम् । OCTOPUS दृष्टिकोणः सॉफ्टवेयरविकासस्य मुख्यचरणं सम्यक् संयोजयति, विनिर्देशात् चालनप्रतिरूपं प्रति कठिनं स्वाभाविकं च संक्रमणं प्रदाति, वृद्धिशीलविकासस्य समर्थनं च करोति OCTOPUS पद्धतिः एकः विशिष्टः डिजाइन-विधिः अस्ति या वर्तमान-वस्तु-उन्मुख-प्रौद्योगिकीनां वास्तविक-समय-प्रणालीनां च संयोजनं करोति । तदतिरिक्तं वास्तविकसमयप्रणालीप्रतिरूपणस्य प्रारम्भिकपदे औपचारिकवस्तु-उन्मुखविकास-प्रविधयः, प्रतिरूपण-भाषा च क्रमेण प्रयुक्ताः सन्ति ।
डिजाइनं कर्तुं पूर्वं डिजाइनरः किं डिजाइनं कर्तव्यमिति अवश्यं जानाति । डिजाइनप्रक्रियायाः एतयोः सम्बन्धितयोः किन्तु विशिष्टयोः सोपानयोः वर्णनार्थं प्रायः आवश्यकतानां विनिर्देशानां च उपयोगः भवति । आवश्यकताः उपयोक्तारः किं इच्छन्ति इति अनौपचारिकवर्णनानि सन्ति, यदा तु विनिर्देशाः अधिकविस्तृताः, सटीकाः, सुसंगताः च वर्णनाः सन्ति येषां उपयोगेन प्रणालीवास्तुकला निर्मातुं शक्यते अवश्यं आवश्यकताः विनिर्देशाः च मार्गदर्शनव्यवस्थायाः बाह्यप्रतिपादनानि सन्ति, न तु आन्तरिकप्रतिपादनानि । आवश्यकताः द्वौ प्रकारौ स्तः : कार्यात्मका आवश्यकता तथा अकार्यात्मका आवश्यकता प्रणाल्याः किं कर्तव्यमिति वर्णयति, यदा तु अकार्यात्मका आवश्यकता प्रणाल्याः अन्येषां विशेषतानां वर्णनं करोति, यथा भौतिक आकारः, मूल्यं, विद्युत्-उपभोगः, डिजाइनसमयः, विश्वसनीयता प्रतीक्षतु।
बृहत् प्रणाल्याः आवश्यकताविश्लेषणं जटिलं समयग्राहकं च कार्यं भवति, परन्तु स्पष्टतया, सरलतया च प्रारूपेण अल्पमात्रायां सूचनां प्राप्तुं प्रणाल्याः आवश्यकतां अवगन्तुं उत्तमः आरम्भः भवति सारणी १२-५ आवश्यकताप्रपत्रं भवति यत् परियोजनायाः आरम्भे भृतं भवति तथा च प्रणाल्याः मूलभूतलक्षणविचारं कुर्वन् जाँचसूचीरूपेण उपयोक्तुं शक्यते
अस्य आवश्यकताप्रपत्रस्य सामग्री उदाहरणरूपेण GPS (Global Position System, mobile map system) इत्यस्य उपयोगेन निर्मितं भवति । मोबाईल-नक्शा-प्रणाली राजमार्गेषु वा तत्सदृशेषु उपयोक्तृषु वा वाहनचालकानाम् कृते विनिर्मितं हस्तगतं यन्त्रम् अस्ति उपयोक्तुः यन्त्रस्य च स्थानस्य आधारेण परिवर्तनं भवति ।
आवश्यकताविश्लेषणचरणस्य समये सर्वाधिकं महत्त्वपूर्णं दस्तावेजनिर्गमं प्रणालीविनिर्देशाः सन्ति ।
विनिर्देशः एकः तकनीकीदस्तावेजः अस्ति यः ग्राहकस्य आवश्यकताः समीचीनतया प्रतिबिम्बयति तथा च आवश्यकतानां रूपेण कार्यं करोति यस्याः अनुसरणं डिजाइनस्य समये अवश्यं कर्तव्यम्। सॉफ्टवेयरविकासस्य प्रक्रियायां विनिर्देशाः अतीव महत्त्वपूर्णाः भवन्ति । प्रणाली विश्लेषकाः उपयोक्तृआवश्यकताः स्वीकुर्वन्ति तथा लक्ष्यसॉफ्टवेयरप्रणाल्याः विनिर्देशान् जनयन्ति डिजाइनरः कोडरः च विनिर्देशानुसारं मॉड्यूलानां डिजाइनं कुर्वन्ति तथा च अन्ततः कार्यक्रमसङ्केतान् जनयन्ति परीक्षणं स्वीकृतिकर्मचारिणः च सत्यापयन्ति यत् अन्तिमसॉफ्टवेयरं विनिर्देशान् पूरयति वा। विनिर्देशाः स्पष्टाः निर्विवादाः च भवेयुः, अन्यथा विनिर्देशात् निर्मितः प्रणाली वास्तविक आवश्यकताः न पूरयितुं शक्नोति ।
सम्प्रति उद्योगे अधिका लोकप्रियः विधिः विनिर्देशानां वर्णनार्थं UML इत्यस्य उपयोगः अस्ति । UML एकः सार्वभौमिकः मानकप्रतिरूपणभाषा अस्ति या स्थिरसंरचनायाः गतिशीलव्यवहारस्य च सह कस्यापि प्रणाल्याः प्रतिरूपणं कर्तुं शक्नोति । यूएमएल प्रणालीविकासप्रक्रियायां आवश्यकताविनिर्देशात् आरभ्य प्रणालीसमाप्तेः अनन्तरं परीक्षणपर्यन्तं भिन्नचरणस्य कृते उपयुक्तः अस्ति । चित्र 12-17 एकं राज्ययन्त्रविनिर्देशस्य उदाहरणं भवति यत् दर्शयति यत् आरम्भः अन्त्यः च विशेषावस्थाः सन्ति, तथा च राज्ययन्त्रे स्थिताः अवस्थाः भिन्न-भिन्न-अवधारणा-सञ्चालनानां प्रतिनिधित्वं कुर्वन्ति ।
आवश्यकताविश्लेषणपदे उपयोक्तृआवश्यकता उपयोगप्रकरणद्वारा गृहीता भवति । उपयोगप्रकरणप्रतिरूपणस्य माध्यमेन प्रणाल्यां रुचिं विद्यमानानाम् बाह्य-अभिनेतृणां, प्रणाल्याः कृते तेषां कार्यात्मक-आवश्यकतानां (उपयोग-प्रकरणानाम्) वर्णनं कुर्वन्तु । विश्लेषणचरणं मुख्यतया समस्याक्षेत्रे मुख्यसंकल्पनाभिः (यथा अमूर्तता, वर्गः, वस्तु इत्यादयः) तन्त्राणि च सम्बद्धं भवति एतेषां वर्गानां तेषां सम्बन्धानां च पहिचानं कृत्वा UML वर्गचित्रैः सह वर्णनं करणीयम् विश्लेषणचरणस्य कालखण्डे केवलं समस्याक्षेत्रस्य वस्तुनः (वास्तविक-जगतः अवधारणाः) प्रतिरूपणं भवति, सॉफ्टवेयर-प्रणाल्यां तान्त्रिकविवरणान् परिभाषयन्तः वर्गाः (यथा उपयोक्तृ-अन्तरफलकानि, दत्तांशकोशाः, संचारः, समानान्तरता च)।
सम्प्रति एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाईन् उपकरणानि द्वयोः वर्गयोः विभक्तुं शक्यन्ते : सहकारिसंश्लेषणसाधनं तथा सहकारिसिमुलेशनसाधनम् ।
(1) सहकारि संश्लेषणसाधनम्। सम्प्रति एम्बेडेड् विकासाय प्रयुक्ताः मुख्याः सहकारिसंश्लेषणसाधनाः POLIS, COSYMA, Chinook च सन्ति ।
POLIS: POLIS UC-Berkeley द्वारा विकसितस्य अन्तरक्रियाशीलस्य एम्बेडेड् सिस्टम् कृते सॉफ्टवेयर तथा हार्डवेयर सह-डिजाइन-रूपरेखा अस्ति। यतो हि एकस्मात् CFSM वर्णनात् सॉफ्टवेयरं हार्डवेयरं च पारदर्शकरूपेण प्राप्तुं शक्यते, तदनुसारं PTOLEMY इत्यस्य उपयोगेन सहकारिणी अनुकरणं समर्थितम् अस्ति सीमितम् अस्ति अर्थात् हार्डवेयर CFSMs केवलं एकेन प्रोसेसरेण परितः भवन्ति तथा च साझास्मृतिः न समर्थयन्ति ।
कोसिमा : कोसिमा जर्मन-आईडीए-कम्पनीद्वारा हार्डवेयर-सॉफ्टवेयर-सह-डिजाइनस्य संश्लेषण-प्रक्रियायाः अन्वेषणार्थं विकसितं मञ्चम् अस्ति, अस्य सॉफ्टवेयर-प्रणालीनां कृते अपेक्षाकृतं सरलं वर्णनं भवति, स्वचालित-विभाजनं सह-प्रोसेसर-संश्लेषणं च समर्थयति, डिजाइन-स्थानं च अन्वेष्टुं शक्नोति संश्लेषणकालस्य दौरानम् depends on partitioning ,and cost estimation techniques.
चिनोक् : चिनोक् नियन्त्रणप्रणालीनां कृते डिजाइनं कृतम् अस्ति तस्य आन्तरिकं प्रतिरूपं श्रेणीबद्धराज्यसदृशस्य प्रतिरूपस्य आधारेण भवति the entire design.Chinook विविधप्रणालीआर्किटेक्चरस्य समर्थनं करोति, विशेषतः बहु-प्रोसेसर-आर्किटेक्चरस्य । इदं समय-प्रतिबन्धानां वर्णनं अपि समर्थयति, यत्र प्रणालीनां मध्ये सॉफ्टवेयर-हार्डवेयर-अन्तरफलकानि सन्ति, एतत् समय-चार्ट्-तः प्रत्यक्षतया उपकरण-चालकानाम् संश्लेषणं कर्तुं शक्नोति
(2) सहकारि अनुकरणसाधनम्। एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाईन् इत्यस्मिन् सहकारिणी अनुकरणं एकः महत्त्वपूर्णः पक्षः अस्ति, ततः परं एकीकृतरूपरेखायाः अन्तर्गतं विभिन्नप्रकारस्य घटकानां अनुकरणं करणीयम् अस्ति, अपितु उपयोक्तृभ्यः प्रत्येकस्य प्रणाल्याः कार्यप्रदर्शनस्य सूचना अपि प्रदाति . सम्प्रति मुख्यतया द्वौ सहकारि-अनुकरणसाधनौ स्तः : १.
PTOLEMY: PTOLEMY इत्यस्य मुख्यविचारः वस्तु-उन्मुख-कर्नेल्-सहितं कम्प्यूटिङ्ग्-माडल-मिश्रणं भवति अपि तस्य एकं कार्यम् । TSS: TSS (Tool for System Simulation) इति जटिलहार्डवेयरस्य अनुकरणार्थं एकं साधनं भवति यत् एतत् C भाषायां लिखितं भवति व्यक्तिगतमॉड्यूलस्य निष्कर्षणं उपयोक्त्रा नियन्त्रयितुं शक्यते, तथा च मॉड्यूल् सहजतया योजयितुं विलोपयितुं च शक्यते । परन्तु श्रेणीबद्धमॉड्यूल् समर्थिताः न सन्ति, तथा च प्रत्येकेन प्रोसेसरेण साझादत्तांशसंरचनानां अभिगमनस्य समन्वयनस्य तन्त्रं नास्ति मॉड्यूलानां मध्ये संचारः पोर्ट्-बसयोः माध्यमेन क्रियते अपि च, TSS बहु-कोर-प्रणालीनां अनुकरणस्य समर्थनं करोति ।
१.प्रणाली वास्तुकला डिजाइन
विनिर्देशे परिभाषितकार्यं प्रणाली कथं कार्यान्वयति इति वर्णनं प्रणालीवास्तुनिर्माणस्य प्राथमिकं उद्देश्यम् अस्ति । परन्तु एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य सिस्टम् संरचनायाः परिकल्पनायां सॉफ्टवेयर् हार्डवेयर् च पूर्णतया पृथक् कर्तुं कठिनं भवति । सामान्यः उपायः अस्ति यत् प्रथमं प्रणाल्याः सॉफ्टवेयर-आर्किटेक्चरस्य विषये विचारः करणीयः ततः तस्य हार्डवेयर-कार्यन्वयनस्य विषये विचारः करणीयः । सिस्टम् आर्किटेक्चरस्य वर्णनं कार्यात्मक-अकार्यात्मक-आवश्यकतानां पूर्तये भवितुमर्हति । न केवलं आवश्यकं कार्यक्षमतां कार्यान्वितं कर्तव्यं, अपितु व्ययः, गतिः, विद्युत्-उपभोगः इत्यादयः अकार्यात्मकाः बाधाः अपि पूर्तव्याः । प्रणाल्याः मूलखण्डचित्रे कार्यात्मकतत्त्वान् एकैकशः विचार्य परिष्कृत्य, अकार्यात्मकबाधां गृहीत्वा मूलखण्डचित्रं सॉफ्टवेयर-हार्डवेयर-प्रणालीसंरचनायाः रूपेण परिवर्तयितुं च व्यावहारिकविधिः अस्ति निम्नलिखितम् GPS चलनक्शाप्रणाल्याः वास्तुशिल्पनिर्माणं उदाहरणरूपेण गृह्णाति यत् दर्शयितुं शक्यते ।
(1) मूल खण्ड आरेख। यथा चित्रे १२-१८ दर्शितं, एतत् मूलखण्डचित्रं चलनक्शाप्रणाल्याः मुख्यसञ्चालनम्, आँकडाप्रवाहः च अस्ति ।
(2) सॉफ्टवेयर प्रणाली वास्तुकला। यथा चित्रे १२-१९ दर्शितं, सॉफ्टवेयर-प्रणाल्यां मुख्यतया उपयोक्तृ-अन्तरफलकं, आँकडाधार-अन्वेषण-इञ्जिनं, आँकडा-परिवर्तकं च भवति ।
(3) हार्डवेयर सिस्टम आर्किटेक्चर। यथा चित्रे १२-२० दर्शितं, हार्डवेयर-प्रणाल्यां सामान्य-उद्देश्य-सूक्ष्मप्रोसेसरः, स्मृतिः, I/O-यन्त्राणि च सन्ति । एषा प्रणाली द्विविधस्मृतिं चयनं करोति : सामान्यदत्तांशः, प्रोग्रामस्मृतिः, पिक्सेलप्रदर्शनार्थं फ्रेमबफरस्मृतिः च ।
२.हार्डवेयर उपतन्त्रस्य डिजाइनम्
एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य विकासस्य वातावरणे ४ भागाः सन्ति : लक्ष्यहार्डवेयर मञ्चः, एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम्, प्रोग्रामिंग् भाषा तथा विकाससाधनं तेषु प्रोसेसरस्य ऑपरेटिंग् सिस्टम् च चयनं परियोजनायाः प्रगतिम् प्रभावितं कुर्वन्तः गलत् निर्णयान् परिहरितुं अधिकानि कारकं विचारणीयम् .
(1) प्रोसेसर प्रौद्योगिकी चयनं कुर्वन्तु। एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाईन् इत्यस्मिन् एकः प्रमुखः आव्हानः अस्ति यत् प्रतिस्पर्धात्मकडिजाइनविनिर्देशानां युगपत् अनुकूलनं कथं करणीयम् इति । डिजाइनर-जनाः विविध-प्रोसेसर-प्रौद्योगिकीनां, IC-प्रौद्योगिकीनां च मध्ये व्यापार-विनिमयं अवश्यं कुर्वन्ति । सामान्यतया प्रोसेसर-प्रौद्योगिक्याः IC-प्रौद्योगिक्या सह किमपि सम्बन्धः नास्ति, अर्थात् कस्यापि IC-प्रौद्योगिक्याः उपयोगेन कोऽपि प्रोसेसर-प्रौद्योगिकी कार्यान्वितुं शक्यते, परन्तु अन्तिम-यन्त्रस्य कार्यक्षमता, एनआरई-व्ययः, विद्युत्-उपभोगः, आकारः, अन्ये च सूचकाः अतीव भविष्यन्ति different. , यथा चित्रे १२-२१ दर्शितम् ।
अधिकबहुमुखी प्रोग्रामेबल प्रौद्योगिकी अधिकं लचीलतां प्रदाति, एनआरई-व्ययस्य न्यूनीकरणं करोति, तथा च द्रुततरं उत्पादस्य आदर्शरूपं प्रक्षेपणसमयं च सक्षमं करोति । अनुकूलितप्रौद्योगिकी उच्चमात्रायां उत्पादनार्थं न्यूनतरं विद्युत्-उपभोगं, उत्तमं प्रदर्शनं, लघु-आकारं, न्यून-व्ययः च प्रदातुं शक्नोति ।
सामान्यतः यदा कश्चन कम्पनी उत्पादं प्रारम्भं कर्तुम् इच्छति, यथा सेट्-टॉप्-बॉक्स्, होम-रूटर, सामान्य-उद्देश्य-प्रोसेसरः वा, तदा प्रथमं यथाशीघ्रं विपण्यं गृहीतुं अर्ध-अनुकूलितं उत्पादं प्रारम्भं कर्तुं शक्नोति, ततः क पूर्णतया अनुकूलित उत्पाद। भवन्तः प्रथमं प्रोसेसरं कार्यान्वितुं अधिकविश्वसनीयं पुरातनं प्रौद्योगिकीम् अपि उपयोक्तुं शक्नुवन्ति, ततः अग्रिमपीढीं कार्यान्वितुं नूतनप्रक्रियाप्रौद्योगिक्याः उपयोगं कर्तुं शक्नुवन्ति । तथैव एम्बेडेड् सिस्टम्स् इत्यस्य डिजाइनरः प्रोग्रामेबल-यन्त्राणां उपयोगेन प्रोटोटाइप्-निर्माणं कर्तुं शक्नुवन्ति यत् मार्केट्-पर्यन्तं समयं त्वरितरूपेण स्थापयितुं शक्नुवन्ति ततः आयतन-उत्पादनार्थं कस्टम्-यन्त्राणां उपयोगं कर्तुं शक्नुवन्ति एतेषां सिद्धान्तानां आधारेण डिजाइनरः प्रयुक्तस्य प्रोसेसरप्रौद्योगिक्याः प्रोसेसरस्य च विषये उचितं विकल्पं कर्तुं शक्नुवन्ति । सामान्यतया, पूर्णतया अनुकूलनीयः, व्यावसायिकरूपेण उपलब्धः "सार्वभौमिकप्रोसेसरसॉफ्टवेयरः" अधिकांशस्थितीनां कृते उपयुक्तः विकल्पः अस्ति ।
(2) सामान्यं एम्बेडेड् प्रोसेसरस्य चयनम्। उपयोक्तुः परियोजनायाः च आवश्यकतायाः आधारेण उपयुक्तं सामान्यप्रयोजनीयं एम्बेडेड् प्रोसेसरं चिनुत ।
प्रोसेसर गति। प्रोसेसरस्य कार्यक्षमता अनेकेषु कारकेषु निर्भरं भवति : घण्टायाः आवृत्तिः, आन्तरिकपञ्जिकानां आकारः, निर्देशाः सर्वान् रजिस्टरान् समानरूपेण संसाधयन्ति वा इत्यादयः अनेकानाम् एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाईन् कृते येषां कृते प्रोसेसरस्य आवश्यकता भवति, लक्ष्यं द्रुततमं प्रोसेसरं चिन्वितुं न भवति, अपितु प्रोसेसरं I/O उपतन्त्रं च चिन्वितुं यत् कार्यं सम्पादयितुं शक्नोति प्रोसेसरस्य कार्यक्षमता प्रणाल्याः आवश्यकतां पूरयति तथा च निश्चितं मार्जिनं भवति, परन्तु तस्य अत्यधिकं चयनस्य आवश्यकता नास्ति । तकनीकी सूचकाः। सम्प्रति अनेके एम्बेडेड् प्रोसेसरः परिधीययन्त्राणां कार्याणि एकीकृत्य चिप्स्-सङ्ख्या न्यूनीकरोति तथा च सम्पूर्णस्य प्रणाल्याः विकासव्ययः न्यूनीकरोति प्रथमं विकासकाः विचारयन्ति यत् प्रणाल्याः आवश्यकाः केचन हार्डवेयराः अतिसंयोजनतर्कं विना प्रोसेसरेण सह सम्बद्धाः भवितुम् अर्हन्ति वा इति । द्वितीयं, प्रोसेसरस्य केचन समर्थनचिप्स् विचारयन्तु, यथा DMA नियन्त्रकः, स्मृतिप्रबन्धकः, व्यत्ययनियन्त्रकः, क्रमिकयन्त्रं, घड़ी इत्यादयः । विकासकस्य प्रोसेसरस्य परिचिततायाः अर्थः अस्ति यत् परियोजनाविकासकस्य प्रोसेसरस्य एव व्ययस्य विकासव्ययस्य च मध्ये व्यापारः करणीयः अस्ति
प्रोसेसरस्य I/O कार्यं प्रणाल्याः आवश्यकतां पूरयति वा, अर्थात् अनेके प्रोसेसराः चिप्-सङ्ख्यां न्यूनीकर्तुं व्ययस्य न्यूनीकरणाय च अन्तःनिर्मितानि बाह्य-यन्त्राणि प्रदास्यन्ति वा एतत् समाधानं यथासम्भवं विचारणीयम् प्रोसेसरस्य कृते प्रासंगिकाः सॉफ्टवेयरसमर्थनसाधनाः अर्थात् प्रोसेसरस्य एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम्स्, प्रोग्रामिंग् भाषाः विकाससाधनं च इत्यादीनां कृते सम्पूर्णं समर्थनं अस्ति वा इति।
प्रोसेसरस्य त्रुटिनिवारणं निर्दिशति यत् संसाधकस्य त्रुटिनिवारणकार्यं एकीकृतं वा, यथा JTAG, BDM इत्यादीनां त्रुटिनिवारणविधीनां समर्थनं करोति वा इति । प्रोसेसर निर्माता समर्थन विश्वसनीयता। उत्पादस्य जीवनचक्रस्य समये कस्यचित् प्रोसेसरस्य चयनं कुर्वन् डिजाइनरः अवश्यमेव पुष्टिं कुर्वन्ति यत् तस्य पर्याप्तं आपूर्तिः, तकनीकीसमर्थनम् इत्यादयः सन्ति प्रोसेसरस्य न्यूनशक्ति-उपभोगः
एम्बेडेड् माइक्रोप्रोसेसरस्य बृहत्तमं द्रुततमं च विपण्यं उपभोक्तृविद्युत्-उत्पादाः सन्ति यथा हस्तगत-उपकरणाः, इलेक्ट्रॉनिक-नोटपैड्, पीडीए, मोबाईल-फोन्, जीपीएस-नेविगेटर्, स्मार्ट-गृह-उपकरणाः च न्यूनशक्ति-उपभोगः भवति । अनेके CPU निर्मातारः पूर्वमेव अस्मिन् क्षेत्रे प्रविष्टाः सन्ति ।
(3) हार्डवेयर डिजाइनस्य सावधानताः। प्रथमं हार्डवेयरं घटकेषु अथवा मॉड्यूलेषु विभज्य घटकस्य अथवा मॉड्यूलस्य संयोजनानां खण्डचित्रं आकर्षयन्तु । द्वितीयं, प्रत्येकं मॉड्यूलं परिष्कृत्य प्रणालीं अधिकप्रबन्धनीयखण्डेषु विभज्य स्वतन्त्रतया कार्यान्वितुं शक्यते । सामान्यतया, प्रणाल्याः केचन कार्याणि सॉफ्टवेयर-हार्डवेयर-योः मध्ये कार्यान्वितुं शक्यन्ते, कार्याणां सॉफ्टवेयर-हार्डवेयर-विनियोगस्य निर्णयार्थं डिजाइनरस्य मार्गदर्शनार्थं एकीकृता पद्धतिः नास्ति, परन्तु कार्यप्रदर्शनस्य मूल्यस्य च मध्ये व्यापारः कर्तुं शक्यते बाधासूची। सॉफ्टवेयर-हार्डवेयरयोः मध्ये अन्तरफलकस्य डिजाइनं कुर्वन् हार्डवेयर-निर्मातृणां सॉफ्टवेयर-निर्मातृणां च मिलित्वा कार्यं कर्तव्यं भवति उत्तमं अन्तरफलकं डिजाइनं सुनिश्चितं कर्तुं शक्नोति यत् हार्डवेयरं सरलं प्रोग्रामयितुं च सुलभं भवति । डिजाइनं कुर्वन् निम्नलिखितबिन्दवः अवलोकितव्याः।
संक्षेपेण हार्डवेयर-निर्मातृभिः सॉफ्टवेयर-निर्मातृभ्यः अधिकाधिक-विस्तृत-सूचनाः दातव्या येन सॉफ्टवेयर-निर्माण-विकासस्य सुविधा भवति ।
३.सॉफ्टवेयर उपतन्त्र डिजाइन
आवश्यकताविश्लेषणपदे विनिर्देशदस्तावेजस्य अनुसारं प्रणालीगणनाप्रतिरूपं निर्धारयन्तु तथा च सॉफ्टवेयरभागस्य उचितं डिजाइनं कुर्वन्तु।
(1) प्रचालनतन्त्रस्य चयनम्। एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् चयनं कुर्वन् भवद्भिः अनेकपक्षेषु विचारः करणीयः ।
प्रचालन प्रणाली कार्य। परियोजनायाः अपेक्षितानां प्रचालनतन्त्रकार्याणां आधारेण प्रचालनतन्त्रस्य उत्पादानाम् चयनं कुर्वन्तु विचारयन्तु यत् प्रणाली प्रचालनतन्त्रस्य सर्वाणि कार्याणि वा भागं वा समर्थयति वा, सञ्चिकातन्त्राणि, मानव-यन्त्र-अन्तरफलकानि समर्थयति वा, यथार्थसमय-प्रणाली अस्ति वा इति अथवा समयसाझेदारीव्यवस्था, तथा च व्यवस्थां कटयितुं शक्यते वा इत्यादि .
समर्थनविकाससाधनानाम् चयनम्। केचन वास्तविकसमयप्रचालनतन्त्राणि (rtos) केवलं प्रणालीविक्रेतुः विकाससाधनानाम् समर्थनं कुर्वन्ति । अन्येषु शब्देषु, भवद्भिः ऑपरेटिंग् सिस्टम् विक्रेतुः कम्पाइलर्, डिबगर इत्यादीनि अपि प्राप्तव्यानि । केचन प्रचालनतन्त्राणि बहुधा उपयुज्यन्ते, तृतीयपक्षीयसाधनं च उपलभ्यन्ते, अतः विकल्पः विस्तृतः भवति । प्रचालनतन्त्रस्य पोर्ट् कर्तुं कियत् सुलभम् अस्ति। हार्डवेयर-पोर्टिङ्ग्-पर्यन्तं ऑपरेटिंग् सिस्टम् महत्त्वपूर्णः विषयः अस्ति । अतः सम्पूर्णं प्रणालीं समये एव सम्पन्नं कर्तुं शक्यते वा इति विषये एतत् एकं प्रमुखं कारकम् अस्ति अतः प्रचालनतन्त्रस्य हार्डवेयरं प्रति पोर्ट् करणस्य कठिनतायाः कारणेन उत्पद्यमानानि विविधानि कष्टानि परिहरितुं विकासस्य प्रगतिः त्वरयितुं च उच्चपदवीं पोर्टेबिलिटीयुक्तानां प्रचालनप्रणालीनां चयनं करणीयम् व्यवस्थायाः । प्रचालनतन्त्रस्य स्मृति-आवश्यकता काः सन्ति । प्रचालनतन्त्रस्य बृहत्तरस्मृतिआवश्यकतानां पूर्तये अतिरिक्तं ram अथवा eeprom आवश्यकं वा इति विचारयन्तु । केषुचित् प्रचालनतन्त्रेषु लक्ष्यविशिष्टस्मृतिआवश्यकता भवति । यथा tornado/vxworks, विकासकाः प्रचालनतन्त्रस्य कृते संसाधनानाम् आवंटनस्य स्थाने अनुप्रयोगस्य आवश्यकतानुसारं आवश्यकसम्पदां आवंटनं कर्तुं शक्नुवन्ति । विकासकाः ८० भिन्नविन्यासानां मध्ये चयनं कर्तुं शक्नुवन्ति, यत्र कतिपयानां किलोबाइट्-स्मृतेः आवश्यकता भवति इति एम्बेडेड्-डिजाइन-तः आरभ्य अधिक-प्रचालन-प्रणाली-कार्यक्षमतायाः आवश्यकतां विद्यमान-जटिल-उच्च-अन्त-वास्तविक-समय-अनुप्रयोगाः यावत्
ऑपरेटिंग् सिस्टम् एड्-ऑन् संकुलम्। किं तस्मिन् आवश्यकाः सॉफ्टवेयरघटकाः सन्ति, यथा संजालप्रोटोकॉल-स्टैक्स्, सञ्चिकातन्त्राणि, विविधसामान्यतया प्रयुक्तानां परिधीयसामग्रीणां चालकाः इत्यादयः । प्रचालनतन्त्रं कियत् वास्तविकसमयः अस्ति ? वास्तविकसमयः मृदुवास्तविकसमयः कठिनवास्तविकसमयः च इति विभक्तः अस्ति । केचन एम्बेडेड् ऑपरेटिंग् सिस्टम् केवलं मृदुवास्तविकसमयप्रदर्शनं प्रदातुं शक्नुवन्ति उदाहरणार्थं, Microsoft Windows CE 2.0 इति 32-बिट्, विण्डोज-सङ्गतम्, माइक्रोकर्नेल्, स्केल-करणीयं वास्तविकसमय-प्रचालनतन्त्रम् अस्ति यत् अधिकांशस्य एम्बेडेड्-अन-एम्बेड्ड्-इत्यस्य आवश्यकतां पूर्तयितुं शक्नोति अनुप्रयोगाः।तथापि वास्तविकसमयप्रदर्शनं पर्याप्तं प्रबलं नास्ति तथा च इदं मृदुवास्तविकसमयनिहितं कार्यम् अस्ति ।
प्रचालन प्रणाली। प्रचालनतन्त्रं कियत् लचीला अस्ति ? किं प्रचालनतन्त्रस्य अनुरूपं कर्तुं शक्यते वा, अर्थात् तन्त्रस्य कार्याणि वास्तविक आवश्यकतानुसारं अनुरूपं कर्तुं शक्यन्ते वा इति । केषुचित् प्रचालनतन्त्रेषु प्रबलं अनुरूपता भवति, यथा एम्बेडेड् लिनक्स, टोर्नाडो/vxworks इत्यादयः ।
(2) प्रोग्रामिंग भाषायाः चयनम्। प्रोग्रामिंग् भाषां चयनं कुर्वन् भवद्भिः अनेकपक्षेषु अपि विचारः करणीयः ।
बहुमुखी प्रतिभा। सूक्ष्मसंसाधकप्रौद्योगिक्याः निरन्तरविकासेन अस्य कार्याणि अधिकाधिकं विशेषाणि भवन्ति तथा च अधिकाधिकप्रकाराः सन्ति तथापि विभिन्नप्रकारस्य सूक्ष्मसंसाधकानां स्वकीया समर्पिता विधानसभाभाषा भवति एतेन प्रणालीविकासकानाम् कृते विशालः बाधकः भवति, येन प्रणालीप्रोग्रामिंग् अधिकं कठिनं भवति तथा च उच्चस्तरीयभाषासु सामान्यतया विशिष्टयन्त्राणां हार्डवेयरसंरचनायाः सह न्यूनः सम्पर्कः भवति अधिकांशसूक्ष्मप्रोसेसरस्य कृते उपलभ्यन्ते उत्तमसमर्थनम् उत्तमबहुमुख्यता च।
पोर्टेबिलिटी। यतः संयोजनभाषा विशिष्टसूक्ष्मसंसाधकेन सह निकटतया सम्बद्धा भवति, अतः कस्यचित् सूक्ष्मसंसाधकस्य कृते विनिर्मितं कार्यक्रमं प्रत्यक्षतया भिन्नप्रकारस्य अन्यस्मिन् सूक्ष्मसंसाधके प्रत्यारोपितुं न शक्यते अतः पोर्टेबिलिटी दुर्बलं भवति उच्चस्तरीयाः भाषाः सर्वेषां सूक्ष्मसंसाधकानां कृते सामान्याः सन्ति, अतः कार्यक्रमाः भिन्नसूक्ष्मसंसाधकेषु चालयितुं शक्नुवन्ति, अधिकं पोर्टेबलाः च भवन्ति । एषः एव सॉफ्टवेयरस्य पुनः उपयोगस्य आधारः अस्ति । प्रभावशीलता। सामान्यतया भाषा यथा अधिका उच्चस्तरीयः भवति तथा संकलकः अपि च ओवरहेड् अधिकः भवति, अनुप्रयोगः च बृहत्तरः मन्दः च भवति । परन्तु अनुप्रयोगविकासाय केवलं निम्नस्तरीयभाषाणां, यथा एसेम्बलीभाषायाः, अवलम्बनं जटिलप्रोग्रामिंग्, दीर्घविकासचक्रम् इत्यादीनि समस्यानि आनयति अतः विकाससमयस्य रनटाइम् प्रदर्शनस्य च मध्ये व्यापारः भवति ।
निर्वाह्यता। असेम्बलीभाषा इत्यादयः निम्नस्तरीयाः भाषाः परिपालनीयाः न भवन्ति । उच्चस्तरीयभाषाकार्यक्रमाः प्रायः डिजाइनरूपेण मॉड्यूलर भवन्ति, प्रत्येकस्य मॉड्यूलस्य मध्ये अन्तरफलकाः नियताः भवन्ति । अतः यदा प्रणाल्यां समस्या भवति तदा समस्या शीघ्रं कस्मिंश्चित् मॉड्यूले स्थापयित्वा यथाशीघ्रं समाधानं कर्तुं शक्यते । तदतिरिक्तं मॉड्यूलर-निर्माणं प्रणालीकार्यस्य विस्तारं उन्नयनं च सुलभं करोति ।
मूलभूतं प्रदर्शनम्। एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य विकासप्रक्रियायां बहुविधाः भाषाः प्रयुक्ताः सन्ति । अडा भाषा सख्तीपूर्वकं परिभाषिता, पठितुं अवगन्तुं च सुलभा, तथा च समृद्धं पुस्तकालयकार्यक्रमसमर्थनं वर्तते, सम्प्रति राष्ट्ररक्षा, विमानन, एयरोस्पेस् इत्यादिषु क्षेत्रेषु व्यापकरूपेण उपयुज्यते, अद्यापि च एतेषु क्षेत्रेषु महत्त्वपूर्णं स्थानं धारयिष्यति भविष्य। C भाषायाः विस्तृतं पुस्तकालयप्रोग्रामसमर्थनं वर्तते तथा च एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यत्र सर्वाधिकं प्रयुक्ता प्रोग्रामिंगभाषा अस्ति अद्यापि एम्बेडेड् सिस्टम् अनुप्रयोगक्षेत्रे महत्त्वपूर्णं स्थानं गृह्णीयात्। C++ एकः वस्तु-उन्मुखः प्रोग्रामिंग-भाषा अस्ति यस्याः उपयोगः एम्बेडेड् सिस्टम् डिजाईन् इत्यत्र अपि बहुधा भवति, यथा GNU C++ । विजुअल् C++ इति एकीकृतविकासवातावरणं यत् दृश्यप्रोग्रामिंग् समर्थयति तथा च GUI प्रोग्रामविकासे व्यापकरूपेण उपयुज्यते । परन्तु C++ इत्यस्य तुलने C++ इत्यस्य लक्ष्यसङ्केतः प्रायः बृहत्तरः जटिलः च भवति ।
(3) सॉफ्टवेयर विकास प्रक्रिया। एम्बेडेड् सॉफ्टवेयरस्य विकासप्रक्रिया सामान्यसामान्यसॉफ्टवेयरस्य विकासप्रक्रियायाः भिन्ना अस्ति अस्मिन् मुख्यतया निम्नलिखितपदार्थाः समाविष्टाः सन्ति ।
(4) सॉफ्टवेयर विकास दस्तावेज। एम्बेडेड् उत्पादानाम् विकासस्य डिजाइनस्य च प्रक्रियायां विकासस्य चरणे सिस्टम् उत्पादानाम् कार्यान्वयनम् अपि सम्पन्नं भवति , तकनीकीकार्यम् इत्यादयः दस्तावेजाः, तकनीकीयोजनाप्रतिवेदनानि, उत्पादविनिर्देशाः, तकनीकीस्थितयः, डिजाइननिर्देशाः, परीक्षणप्रतिवेदनानि, सारांशप्रतिवेदनानि इत्यादयः।
सामान्यतया एम्बेडेड् सिस्टम् परीक्षणे मुख्यतया त्रयः भागाः सन्ति : सॉफ्टवेयरपरीक्षणं, हार्डवेयरपरीक्षणं, यूनिटपरीक्षणं च । सामान्यप्रणालीहार्डवेयरपरीक्षणे विश्वसनीयतापरीक्षणं विद्युत्चुम्बकीयसङ्गतिपरीक्षणं च अन्तर्भवति वर्तमानकाले विद्युत्चुम्बकीयसंगततायाः कृते अनिवार्याः घरेलु-अन्तर्राष्ट्रीय-मानकाः सन्ति ।
एम्बेडेड् सिस्टम् सॉफ्टवेयरस्य परीक्षणविधयः सिद्धान्ताः च मूलतः सामान्यसॉफ्टवेयरस्य परीक्षणस्य समानाः सन्ति यदा परीक्षणदृष्टान्ताः अथवा परीक्षणक्रमाः सामान्यतया अनुक्रमस्य द्वौ स्रोतौ स्तः: एकः उपयोक्त्रा परिकल्पितः भवति, अपरः च एकः मानकपरीक्षाक्रमः अस्ति । किमपि प्रकारस्य परीक्षणदृष्टान्तः न भवतु, उदाहरणं उच्चसंभावनायुक्तानि अधिकानि त्रुटयः अन्वेष्टुं समर्थः भवेत्, परन्तु परीक्षणस्य सामग्रीयां केचन भेदाः सन्ति:
(१) एम्बेडेड् सॉफ्टवेयर् दीर्घकालं यावत् स्थिररूपेण चालनीयम्।
(2) एम्बेडेड् सॉफ्टवेयर सामान्यतया नित्यं संस्करण उन्नयनं न करोति ।
(३) प्रायः महत्त्वपूर्णेषु अनुप्रयोगेषु एम्बेडेड् सॉफ्टवेयरस्य उपयोगः भवति ।
(4) एम्बेडेड् सॉफ्टवेयर् एम्बेडेड् हार्डवेयर इत्यनेन सह उत्पादस्य विफलतायाः विश्वसनीयतायाः च उत्तरदायी भवितुमर्हति।
(५) वास्तविक-जगतः परिस्थितयः अतुल्यकालिकाः अप्रत्याशितश्च भवन्ति, येन अनुकरणपरीक्षणं अतीव कठिनं भवति ।
एतेषां भेदानाम् कारणात् एम्बेडेड् सिस्टम् सॉफ्टवेयर परीक्षणं मुख्यतया निम्नलिखितचतुर्णां भिन्नपक्षेषु केन्द्रितं भवति ।
(१) यतो हि वास्तविकसमयस्य युगपत् च एकस्मिन् समये तृप्तिः कठिना भवति, अधिकांशपरीक्षाः वास्तविकसमयपरीक्षणे केन्द्रीभवन्ति ।
(2) अधिकांशेषु वास्तविकसमयप्रणालीषु संसाधनबाधाः भवन्ति अतः अधिकं कार्यक्षमतायाः उपयोगितापरीक्षणस्य च आवश्यकता भवति ।
(3) समर्पितानां वास्तविकसमयनिरीक्षणसाधनानाम् उपयोगेन कोडकवरेजस्य परीक्षणं कर्तुं शक्यते।
(४) विश्वसनीयतायाः परीक्षणस्तरः सामान्यसॉफ्टवेयरस्य अपेक्षया बहु अधिकः भवति ।
तदतिरिक्तं, कार्यप्रदर्शनपरीक्षणम् अपि महत्त्वपूर्णपरीक्षणक्रियासु अन्यतमम् अस्ति यत् एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य परिकल्पने पूर्णं कर्तव्यं भवति, तथा च एम्बेडेड् सिस्टम्स् इत्यत्र निर्णायकः प्रभावः भवति
एम्बेडेड् सिस्टम् इत्यस्य विशेषलक्षणस्य कारणात् प्रणाल्यां विविधाः हार्डवेयर मञ्चाः सॉफ्टवेयर मञ्चाः च सन्ति, येषु प्रत्येकं विशेषरूपेण भिन्न-भिन्न-अनुप्रयोगानाम् कृते डिजाइनं कृतम् अस्ति अतः एप्लिकेशन-सॉफ्टवेयरं विविध-मञ्चानां, एम्बेडेड्-प्रणालीनां च मध्ये दुर्लभतया सार्वत्रिकं भवति अद्यतन-वेगः तुल्यकालिकरूपेण द्रुतगतिः भवति विद्यमाननिवेशानां रक्षणार्थं, विद्यमानसॉफ्टवेयरसम्पदां पूर्णतया उपयोगं कर्तुं, उत्पादविकासस्य त्वरिततायै च एम्बेडेड् क्षेत्रे सॉफ्टवेयरप्रत्यारोपणं बहुवारं जातम्
सः ३० वर्षाणाम् अधिकं कालात् प्रौद्योगिक्याः शोधकार्यं कर्तुं समर्पितः अस्ति, तथा च जावा, लिनक्स, जावास्क्रिप्ट्, php, css इत्यादिषु विविधभाषासु प्रवीणः अस्ति, मुक्तस्रोतक्षेत्रे सः बहु योगदानं कृतवान् अस्ति विकासक दस्तावेजीकरणस्थानकं भविष्ये सन्दर्भार्थं प्रौद्योगिकीविकासे केचन विषयाः साझां कर्तुं सर्वे तत् पश्यन्तु
