ระบบสมองกล

แนวคิดและหลักการเกี่ยวกับระบบฝังตัวหรือสมองกลฝังตัว (Embedded system) นั้นเป็นที่นิยมมากขึ้นในปัจจุบัน มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายเช่น ในงานอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ระบบการวัดและควบคุม ระบบการแปลงผันพลังงาน และในระบบการขับเคลื่อนไฟฟ้า เป็นต้น เนื่องจากมีราคาถูก การใช้งานง่ายสามารถแยกทำงานได้อย่างอิสระไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ ระบบฝังตัวหรือสมองกลฝังตัวนั้นเป็นระบบประมวลผลขนาดเล็กที่ฝังไว้ในอุปกรณ์ เพื่อเพิ่มความฉลาดและความสามารถให้กับอุปกรณ์เหล่านั้นผ่านซอร์ฟแวร์ ซึ่งจะแตกต่างจากระบบประมวลผลที่ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ทั่วไป ภายในระบบสมองกลฝังตัวจะมีไมโครคอนโทรลเลอร์หรือไมโครโพรเซสเซอร์เป็นตัวประมวลผลและสั่งงาน หลักการทำงานและส่วนประกอบพื้นฐานของระบบสมองกลฝังตัวนั้นจะเหมือนกับคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีส่วนประกอบดังแสดงเป็นบล็อกไดอะแกรมในรูปที่ 1

รูปที่ 1 บล็อกไดอะแกรมส่วนประกอบของระบบสมองกลฝังตัว

จากรูประบบสมองกลนั้นจะประกอบด้วย หน่วยประมวลผลกลาง (CPU), หน่วยประมวลผลทางคณิตศาสตร์ (ALU), ไทเมอร์และเคาน์เตอร์ (Timer/Counter), วงจรกำเนิดสัญญาณนาฬิกา (Oscillator), อินพุต (Input), เอาต์พุต (Output), หน่วยความจำโปรแกรม (ROM), หน่วยความจำข้อมูล (RAM) และบัส (Bus) ทำหน้าที่เหมือนกับคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก ระบบสมองกลผังตัวนั้นมีประโยชน์มากช่วยให้วิศวกรหรือผู้ออกแบบสามารถสร้างวงจรการทำงานได้เล็กลง และมีความซับซ้อนน้อยลงเป็นอย่างมาก อีกทั้งยังมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องไม่ว่าจะเป็นในส่วนของฮาร์ตแวร์และซอฟต์แวร์ ทำให้การใช้งานและการพัฒนาโปรแกรมทำได้ง่าย นอกจากจะมีส่วนประกอบดังรูปที่ 1.1 แล้วในปัจจุบันยังมีการเพิ่มส่วนการทำงานด้านการประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (DSP) เพื่อใช้ในการคำนวณทางคณิตศาสตร์ การแปลงสัญญาณแอนาลอกเป็นดิจิตอล (ADC) การสร้างสัญญาณพัลส์วิดธ์มอดูเลชั่น (PWM) จากคุณสมบัติที่เพิ่มเข้ามาทั้งหมดนั้น ทำให้ระบบสมองกลฝังตัวสามารถตอบสนองการใช้งานได้อย่างกว้างขวาง