سامانه تعبیه شده

سامانه های تعبیه شده یا سامانه های توکار ( سامانه های نهان یا سامانه های نهفته ) ( به انگلیسی: Embedded system ) در واقع رایانه هایی هستند که برای کنترل یک سامانه بزرگ و مشخص طراحی شده اند و مخصوصاً در زمان هایی که محدودیت هایی در مورد پردازش همزمان وجود دارد به کار می روند. سامانه نهفته معمولاً به عنوان بخشی از یک سامانه بزرگ که اغلب دارای سخت افزارها و بخش های مکانیک مختلفی است جاسازی می شود. [ ۱] [ ۲] برخلاف یک رایانه چند منظوره، مانند یک رایانه شخصی که به شکلی انعطاف پذیر ( از نظر معماری پردازنده ) طراحی شده است که بخش بزرگی از نیازهای مصرف کننده ها را برآورده کند برای انجام کار مشخصی طراحی شده اند. سامانه های نهفته، امروزه برای کنترل خیلی از دستگاه ها به کار می روند. [ ۳]
سامانه های نهفته دارای هسته های پردازشی هستند که می توانند میکروکنترلر یا پردازنده سیگنال های دیجیتال ( DSP ) باشند. [ ۴] پردازنده یک واحد مهم در سخت افزار یک سامانه نهفته است. در واقع پردازنده قلب این سامانه است. [ ۵]
به هر حال مشخصه کلیدی این سامانه ها، طراحی اختصاصی برای انجام یک کار مشخص است؛ بنابراین چون سامانه های نهفته برای یک کار مشخص اختصاص یافته اند، مهندسین طراح می توانند محصول را برای کاهش اندازه و قیمت بهینه کنند اطمینان پذیری و کارایی آن را بالا ببرند. برخی از سامانه های نهفته با بهره گیری از مزیت های تولید با تعداد بالا، به شکل انبوه تولید شده اند.
از لحاظ فیزیکی، گستره سامانه های نهفته از دستگاه های قابل حمل مانند: ساعت مچی و پخش کننده های MP3 تا ایستگاه - های نصب شده و ثابت، مانند چراغ راهنمایی، کنترل کننده منطقی برنامه پذیر و سامانه های بزرگ و پیچیده مانند: خودرو هیبرید، تصویربرداری با تشدید خودروی هیبریدی، ام آرآی و اویونیک به کار می روند. پیچیدگی این سامانه ها از کم مانند یک تراشه میکرو کنترلر تا بسیار زیاد مانند دستگاه های جانبی یک سامانه و شبکه های سوار شده روی یک شاسی یا یک محوطه تغییر می کند.
کاربرد سامانه های نهفته در مصارف دستگاه های مصرفی، صنعتی، تجاری و نظامی گسترده شده است. سامانه های مخابراتی به شکل انبوهی از سامانه های نهفته در تلفن خانه در شبکه های مخابراتی و در تلفن های همراه در سمت مصرف کننده کاربرد دارند. شبکه های رایانه ای از رهیاب های اختصاصی و پل های شبکه برای مسیریابی داده ها استفاده می کنند. سامانه های نهفته در محصولات الکترونیکی شامل دستیار دیجیتال شخصی ( PDA ) پخش کننده های MP3، گوشی های تلفن همراه، انواع کنسول بازی، دوربین دیجیتال، پخش کننده های DVD، گیرنده های سامانه موقعیت یاب جهانی ( GPS ) و چاپگرها نیز کاربرد دارند. بسیاری از لوازم خانگی، مانند دستگاه مایکروویو، ماشین لباس شویی و ماشین ظرف شویی همگی شامل یک سامانه نهفته هستند که موجب انعطاف پذیری، بهره وری و امکانات بیشتر شده است. سامانه های سرمایش – گرمایش و تصفیه هوا از شبکهٔ ترموستات ها ( حسگر دما ) استفاده می کنند که به کنترل دقیق تر و کاراتر دما در ساعت های روز و فصل ها دست یابند. اتوماسیون خانگی از شبکه های سیمی یا بی سیم استفاده می کند که بتواند نور، هوا، امنیت، رسانه های صدایی و سیمایی، سامانه های نظارت و… را کنترل کند. در تمام این کاربردها، دستگاه های نهفته برای حس کردن و کنترل کردن استفاده می شوند.