تطبيق نموذج TCP/IP في الأنظمة المضمنة

تاريخ التسجيل : 29/08/2018

إن التوجه العام في السنوات القادمة, هو إنتاج مزيد من الأجهزة القادرة على الاتصال بالإنترنت, هذه الأجهزة تسمى Emedded Enternet وهي تختلف عن أجهزة الحاسب. تشير الإحصائيات في العام2010 أن 95% من الأجهزة القادرة على الاتصال بالإنترنت هي ليست حواسيب. فما هي إذا ؟

2- لماذا Embedded internet ؟
تتألف أنظمة الأتمتة باختلاف أنواعها من أدوات الإظهار displays و أدوات الإدخال Switchs ,keybad, في حين يلعب المتحكم المصغر في أنظمة الأتمتة المختلفة دور اللاعب الأساسي, ومؤخرا أصبحت الشبكات جزءاً مهما لمعظم هذه الأنظمة باختلاف أنواعها البسيطة أو المعقدة.
وبما أن شبكات الإنترنت أصبحت جزأ من حياتنا اليومية, فلماذا لا نستثمرها بهدف استخدامها كجزء أساسي أو ثانوي في أنظمة الأتمتة والمراقبة. كما أن معظم الشركات المطورة للأنظمة المضمنة باتت تبني أجهزتها آخذة بعين الاعتبار أن تكون هذه الأجهزة داعمة للشبكات المختلفة المحلية منها أو الواسعة, بالإضافة إلى تأمين السرية في نقل و تداول المعلومات.
إحدى الأمور البديهية .. هو استخدام صفحة الوب كواجهة تخاطب بدلا من أدوات الدخل و الخرج التقليدية. لكنها بالمقابل يجب أن تتميز بـسرّية عالية جداً. يمكن أن تستخدم صفحة الوب كـ Web server أو Client, ويمكن استثمار خدمات وبرتوكولات الإنترنت لأغراض متعددة, فمثلا يمكن إرسال المعلومات من خلال خدمة FTP. كذلك الأمر بالنسبة لباقي البروتوكولات في طقم TCP/IP المتوزعة في طبقة النقل و طبقة الشبكة.

3– حلول Embedded internet
معظم المتحكمات المصغرة ذات 32bit microcontroller الحديثة تتضمن بنية إيثرنت في داخلها لكنها ما تزال غير مدعومة بالأكواد البرمجية بالإضافة إلى كلفتها المرتفعة نسبيا. من جهة أخرى يمكن الحصول على Emedded Enternet من خلال 8bit microcontroller مثل AVR,PIC,8051 مع شرائح Ethernet MAC مثل CS8900A و RTL8029AS التي يمكن وصلها مع microcontroller في نمط 8bit في هذه الحالة تتم كتابة برامج TCP/IP من خلال لغات عالية المستوى داخل المتحكم ونحصل على TCP/IP stack software.
بسبب محدودية الكيان الصلب للمتحكمات 8bit بالإضافة إلى محدودية الذاكرة “وهذا هو الأهم ” فإن هذا الحل بالتأكيد ليس حلا جيدا ويستخدم فقط في تطبيقات محدودة جدا, ناهيك عن عدم الاستقرار. أضف إلى ذلك أن الفيروسات أصبحت شائعة DOS attacks, بإمكانها وبسهولة أن تخل بأداء المتحكم في الشبكة وذلك لأن اجتياح الفيروسات للأنظمة المعتمدة على أسس برمجية يكون سهلا إذا كانت موارد تلك الأنظمة محدودة كما في الحالة السابقة.
أحد الحلول الممكنة أيضا هو استخدام معالج أكبر, وكتابة برامج TCP/IP, إن ذلك بالتأكيد سيحسن الأداء وذلك إذا كان بالإمكان التعامل مع عرض حزمة عالي High bandwidth كما هو الحال مع أجهزة Linux المضمنة مثل Coldfire,Dragonball, أو الأجهزة المعتمدة على معالجات ARM . الحل الآخر هو استخدام TCP/IP stack hardware بدلا من TCP/IP stack software . . . على كل حال , هذا الحل لا يعتبر جديدا حيث نجد ذلك في الشريحة Sekio S-7600A hardware stack التي تتضمن TCP/IP stack مع متحكم PPP . إذ يستخدم في التطبيقات التي تتطلب dial up إلى الشبكة,” يمكنك استخدامها لمراقبة أحداث منزلك عند ما تكون مسافرا من خلال إرسال معلومات عن هذا المنزل إلى بريدك الإلكتروني بشكل دوري”, لكن بالمقابل لا يمكن وصله إلى شبكة Ethernet التي ازداد استخدامها بشكل كبير في السنوات السابقة للولوج إلى شبكة الإنترنت بدلا من خطوط الهاتف العادية.