www.fioboard.com 1

ระบบสมองกลฝงตวคออะไร โดยแนวคดแลวระบบสมองกลฝงตว (Embedded

System) เปรยบเสมอนเครองคอมพวเตอร PC หรอ

Notebook ทคนสวนใหญรจกและใชงานทกวนน แตระบบ

สมองกลฝงตวคอการยอ

เครองคอมพวเตอรเหลอ

เปนแผงวงจรอเลกทรอนกส

ข น า ด เ ล ก แ ล ะ ข ด

ความสามารถนอยกวา เชน

เครองคอมพวเตอรอาจม

ความเรวเ ปน GHz และ

หนวยความจ าระดบ GBytes

ระบบสมองกลฝงตวอาจม

ความเรวเปน MHz และ

หนวยความจ าระดบ kBytes

วตถประสงคหลกของ

การใชงานระบบสมองกลฝง

ตวคอน าไปใสในอปกรณท

ตองการใหท างานไดเอง

โดยอต โนม ต เสม อนม

สมองกลฝงตวอยภายใน

ไมวาจะเปนอปกรณพนฐาน

ในชวตประจ าวน เชน หมอ

หงขาว-เครองซกผา-ตเยน

รนอจฉรยะ, โทรศพทมอถอ

ห ร อ อ ป ก ร ณ ท ม ค ว า ม

ซบซอนเชน ระบบควบคม

การจายน ามนของรถยนต,

อากาศยานไรนกบน (UAV)

หรอจรวดน าวถ เปนตน

ปญหาการพฒนา-ใชงานระบบสมองกลฝงตว ในการใชงานระบบสมองกลฝงตว นกพฒนาจะตอง

เขยนโปรแกรมเพอสงการระบบวาจะตองท าอะไร เมอไร

อ ย า ง ไ ร เ ช น เ ด ย ว กบท เ ค ร อ ง

คอมพวเตอรจะตองมโปรแกรมตางๆ

อยางไรกตามการเขยนโปรแกรม

ใหกบระบบสมองกลฝงตวยากกวา

การเขยนโปรแกรมใหกบเครอ ง

คอมพวเตอรทวไป เพราะนอกจาก

นกพฒนาจะตองมความรเกยวกบ

ภาษาคอมพวเตอรเชน ภาษาซ แลว

ยงจะตองเขาใจหลกการท างานของ

อปกรณฮารดแวรในเชงลก ท าใหการ

ใชงานระบบสมองกลฝงตวในปจจบน

จงจ ากดอยเฉพาะในกลมนกพฒนาท

มทกษะความช านาญเฉพาะทาง

นอกจากน แมส าหรบนกพฒนาทมความช านาญ การ

วเคราะหและแกปญหาโปรแกรม (Debug) ระบบสมองกล

ฝงตว เปนเรองทซบซอนตองอาศยประสบการณและอาจ

เสยเวลามาก อกทงชดพฒนาระบบสมองกลฝงตวสวน

ใหญขาดต วช วยในการ

วเค ราะหทางวศ วกรรม

พนฐานทจ าเปน เชน การ

เกบขอมล, การพลอตกราฟ

, การแก สมก า รทา ง

คณตศ าสต ร เ ช น ก า ร

ค านวณเมตรกซ เหลาน

น กพฒน าจ ะต อ ง เ ข ยน

โปรแกรมขนมาเองทงหมด

โ ด ย ป ก ต ห า ก ร ะ บ บ ท

ต อ งก า รพฒน ามค ว า ม

ซบซอนมากขนเทาไร กจะ

ตองการนกพฒนาทมทกษะ

ความช านาญสงมากขน

เทานน

โลกของการแขงขน

ทางธรกจ-อตสาหกรรมใน

ป จ จ บ น ท า ใ ห ม ค ว า ม

ตองการพฒนาผลตภณฑท

ไ ด ม า ต ร ฐ า น ค ว า ม

ปลอดภย-ความเชอถอได

สง และออกสตลาดอยาง

เรวทสด จงเกดแนวทางใน

ก า ร พ ฒ น า ท เ ร ย ก ว า

Model-Based Design และ

Rapid Prototyping ซงเปน

แนวโนมของเทคโนโลย

ขณะน เพองายตอความเขาใจ ยกตวอยาง เชน หากเรา

ตองการพฒนาระบบควบคมการบนโดยอตโนมตของ

เครองบน การทวศวกรสามารถออกแบบ จ าลองการท างาน

และทดสอบระบบเครองบนในคอมพวเตอร (Simulation)

“I would definitely say that the FiO board and RapidSTM32 are very good tools for an

undergraduate course. … It is very easy to get a data-acquisition session or HIL simulation up

and running quickly.” Dmitri De Vaz

Simon Fraser University, Canada

“I am sure that FiO board and RapidSTM32 blockset would be perfect to teach students,

both for laboratory classes and course projects, as well as for creating bachelor or

master projects.” Katarzyna Zarnowiec

Institute for Knowledge Discovery, Austria

“For a researcher these kind of tools are very important. … Now, with RapidSTM32, this option is available and I am sure it will

open a wide range of new applications in the engineering research areas.”

Michele Folgheraiter DFKI Research Centre, Germany

RapidSTM32 Blockset

บอรด FiO Std (สแดง) พรอมอปกรณเสรม (โหลดโปรแกรมใหมไดประมาณ 10,000 ครง)

“FiO Boards และ RapidSTM32 Blockset คอชดพฒนาส าหรบผไมช านาญเรองอเลกทรอนกสหรอ การเขยนโปรแกรม สามารถจ าลองการท างานและแปลงโปรแกรมลกษณะรปภาพจาก Matlab

ลงอปกรณฮารดแวรใชงานไดจรงทนท งาย เรยนรภายในวนเดยว”

www.fioboard.com 2

จดเดนของ FiO Boards และ RapidSTM32 Blockset

งาย (Graphical Programming)

เรว (Rapid Prototyping, Simulation & Model-Based Design)

ไมแพง (เรมตนท 2,700 บาท)

ซอฟตแวรมาตรฐานอตสาหกรรม (Matlab, Keil)

ฮารดแวรมาตรฐานอตสาหกรรม (ARM-Architecture Processor)

FiO Boards และ RapidSTM32 Blockset เหมาะส าหรบ

ผทไมช านาญเรองอเลกทรอนกสหรอการเขยนโปรแกรม

หอง LAB วทยาศาสตร, การเรยนการสอน ระบบควบคมอตโนมต, DSP,

Robotics, Mechatronics, หรอ โครงงานทางวทยาศาสตร-วศวกรรม

ดวยโปรแกรมค านวณทางคณตศาสตรทมความเชอถอได

ระดบสากล สามารถทดสอบการท างานของฮารดแวรจรง

กบเครองบนจ าลองในคอมพวเตอร และเพยงคล กเมาสป ม

เดยว สามารถแปลงสมการทางคณตศาสตรในแบบจ าลอง

เปนระบบทสามารถใชงานจรงไดเลย ตวอยางทกลาว

ขางตนคอแนวคดของ Rapid Prototyping และ Model-

Based Design ซงจะเหนไดชดวาจะสามารถชวยเพมความ

งาย-ความปลอดภย อกทงสามารถลดเวลาและงบประมาณ

ในการออกแบบ-ทดสอบ ไดกวาการทดสอบกบเครองบน

จรงมหาศาล เปาหมายส าคญของ Rapid Prototyping

คอพสจนแนวคด (Proof of Concept) อยางเรวและอาจ

ปรบปรงใหดข น (Optimize) ภายหลง

FiO boards และ RapidSTM32 Blockset คออะไร

Matlab คอโปรแกรมเครองคดเลขขนสงทพฒนาโดย

บรษท Mathworks ใชชวยแกโจทยทางวศวกรรมท

ซบซอนไดอยางงาย Matlab เปนโปรแกรมทไดรบความ

นยมมากทสดโปรแกรมหนงทงในวงการการศกษาและ

อตสาหกรรมในปจจบน อาจพดไดวา โปรแกรม Matlab

ไดรบความนยมในวงการวศวกรรม เชนเดยวกบทโปรแกรม

Microsoft Office ไดรบความนยมใชงานตามส านกงาน

Simulink คอโปรแกรมเสรมจาก Matlab เพอใชสราง

แบบจ าลองทางคณตศาสตรของระบบดวยรปภาพ (Block

Diagram) ชวยใหสามารถออกแบบ วเคราะหและจ าลอง

การท างานระบบทมความซบซอนไดอยางเรวและงาย

นอกจากน Matlab มกลไกพเศษส าหรบสรางภาษา

โ ป ร แ ก ร ม ( Code

Generation) เ ช น

ภาษาซ จากชดกลอง

ค า ส ง แ บ บ ร ป ภ า พ

(Simulink Blockset)

FiO Boards คอชด

ทดลองระบบสมองกล

ฝงตว ใชไมโครคอน-

โทรเลอรตระกล STM32

(สถาปตยกรรม 32-bits

ARM Cortex-M3) ทถก

ออกแบบมาโดยเฉพาะ

เ พ อ ใ ช ร ว ม ก บ

RapidSTM32 Blockset ซงเปนชดกลองค าสงแบบรปภาพท

สามารถใชงานรวมกบ Matlab/Simulink และกลไก Code

Generation ท าใหสามารถแปลงโปรแกรมแบบกราฟก เปน

ระบบสมองกลฝงตวทใชงานไดเลย เพยงกดเมาสครงเดยว

FiO Boards และ RapidSTM32 Blockset เปนผลงานท

ตอยอดมาจากโครงการวจยซงไดรบการสนบสนนจาก

ส านกงานกองทนสนบสนนการวจย (สกว.) และโรงเรยน

นายเรอ (รร.นร.) มวตถประสงคแรกเรมเพอสรางระบบวด

มมเอยงของเครองบนใชระบบสมการ Unscented Kalman

Filter ซงมความซบซอนสง เพอใหสามารถออกแบบ-

ทดสอบทงระบบในภาพรวมไดงายและเรว โดยไมตอง

เขยนภาษาซ ซงตอมาไดถกตอยอดเปนโครงการวจยชด

พฒนาระบบสมองกลฝงตวแบบกราฟกเพอสรางอปกรณ

ส าหรบใชในการเรยนการสอนวชาระบบควบคมอตโนมต

และโครงงานทางวศวกรรม ปจจบน สกว. ไดน าองคความร

ทไดจากโครงการวจย ยนค าขอรบสทธบตรระหวาง

ประเทศ เพอขอรบรองการคมครองการประดษฐตาม

สน ธสญญา ค ว า ม ร ว ม ม อ ด า น สท ธบ ต ร ( Patent

Cooperation Treaty หรอ PCT) จ านวน 3 สทธบตร และ

อ นญา ต ( License) ใ ห บ ร ษ ท เ อ ม เ ม จน จ า ก ด

(www.aimagin.com) น าผลงานวจยไปผลตในเชงพาณชย

โครงการวจยตนน าซงเปนทมาของ FiO Boards และ

RapidSTM32 Blockset นบวาประสบความส าเรจเปนอยางด

ระดบหนง เพราะเปนความรวมมอระหวาง สกว. ซงเปน

หนวยงานสนบสนนทนวจย กบ รร.นร. ซงเปนสถาบน

ศกษาระดบอดมศกษา ผลตองคความรทมประโยชนทงใน

เชงวชาการได รบการยอมรบถกน าไปใชท งในและ

ตางประเทศ และยงสามารถน ามาตอยอดในเชงพาณชย

เปนความหวงเปนอยางย งวาโครงการวจยนจะเปน

ตวอยางและแรงกระตนนกวจยรนใหม และผมสวน

เกยวของอกหลายภาคสวน ชวยกนสรางองคความร

จากงานวจ ย และผล กดนน าผลงานวจ ยไปใช

ประโยชนท งในเชงวชาการและเชงพาณชย ซ ง

สดทายกจะเปนผลดตอการพฒนาเศรษฐกจและ

สงคมของชาตในภาพรวมไดเปนอยางด

ตวอยางการใชงานจรง “การเขยนโปรแกรมควบคมระบบสมองกลฝงตวใน

ระดบลาง (Low-Level) เชน ภาษาซ จะยงคงมความส าคญ

FiO Boards และ RapidSTM32 Blockset เปนอกหนง

ทางเลอก และมประโยชน

ท ส า ค ญ ค อ เ ป น

เครองมอชวยใหผทไม

มความช านาญในการ

เขยนโปรแกรมหรอร

เ ร องอเ ลกทรอนกส

สามารถใชงานระบบ

สมองกลฝงตวในงาน

ตางๆ ดานวทยาศาสตร

และเทคโนโลยด วย

เคร อ งมอมาตรฐาน

ระดบสากล” ไมวาจะ

เ ป น ใ น ช น เ ร ย น ใ น

หองทดลองทางวทยาศาสตร

หรอในอตสาหกรรม ลกษณะเดยวกบทบคคลทวไป

สามารถใชงานโปรแกรม MS Excel ส าหรบงานได

หลากหลาย แตหากตองการใชงานทซบซอนไมสามารถ

ใชโปรแกรมส าเรจรปได กจ าเปนตองอาศยโปรแกรมเมอร

ทมความช านาญแกปญหาเฉพาะทางตามความเหมาะสม

เน อ งจาก FiO Boards เ ปนอปกรณทดลอง

อเนกประสงค สามารถน าไปใชงานไดหลายหลาย ใน

บทความน ไดสรปตวอยางการใชงานลกษณะตางๆ พอ

เปนตวอยางโดยสงเขป ส าหรบผสนใจเพมเตมสามารถ

ศกษาเพมเตมไดท www.aimagin.com/learn

www.fioboard.com 3

ชดทดลองระบบควบคมไรสาย

ชดทดลองอานคาเขา

คอมพวเตอร PC

โปรแกรมจ าลอง 7-Segment LED

ชดทดลอง

เชอมตอกบ

Joystick

โปรแกรมทดลอง

วเคราะห Magnetic

Levitation Controller

แบบ Hardware in the

Loop Test

โปรแกรมทดลอง สรางสญญาณ ECG

โปรแกรม

ทดลอง อาน

และบนทกคา

GPS ลง Micro

SD Card.

โปรแกรม

ทดลอง Digital

Low-Pass Filter