Sistema
Un sistema es una disposición en la que todas sus unidades ensambladas trabajan juntas según un conjunto de reglas. También puede definirse como una forma de trabajar, organizar o realizar una o varias tareas según un plan fijo. Por ejemplo, un reloj es un sistema de visualización del tiempo. Sus componentes siguen un conjunto de reglas para mostrar la hora. Si una de sus partes falla, el reloj deja de funcionar. Así que podemos decir que, en un sistema, todos sus subcomponentes dependen unos de otros.
Sistema embebido
Como su nombre indica, embebido significa algo que está unido a otra cosa. Un sistema embebido puede ser considerado como un sistema de hardware de ordenador que tiene software incrustado en él. Un sistema embebido puede ser un sistema independiente o puede formar parte de un sistema más grande. Un sistema embebido es un sistema basado en un microcontrolador o microprocesador que está diseñado para realizar una tarea específica. Por ejemplo, una alarma de incendios es un sistema embebido; sólo detectará el humo.
Un sistema embebido tiene tres componentes –
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Tiene hardware.
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Tiene software de aplicación.
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Tiene un sistema operativo en tiempo real (RTOS) que supervisa el software de aplicación y proporciona un mecanismo para que el procesador ejecute un proceso según la programación siguiendo un plan para controlar las latencias. El RTOS define el funcionamiento del sistema. Establece las reglas durante la ejecución del programa de aplicación. Un sistema embebido a pequeña escala puede no tener RTOS.
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De una sola función – Un sistema embebido normalmente realiza una operación especializada y hace lo mismo repetidamente. Por ejemplo: Un buscapersonas siempre funciona como un buscapersonas.
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Muy restringido – Todos los sistemas informáticos tienen restricciones en las métricas de diseño, pero las de un sistema embebido pueden ser especialmente estrictas. Las métricas de diseño son una medida de las características de una implementación, como su coste, tamaño, potencia y rendimiento. Debe tener un tamaño que quepa en un solo chip, debe rendir lo suficientemente rápido para procesar datos en tiempo real y consumir la mínima energía para prolongar la vida de la batería.
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Tiempo real y reactivo: muchos sistemas embebidos deben reaccionar continuamente a los cambios en el entorno del sistema y deben calcular ciertos resultados en tiempo real sin ningún retraso. Considere el ejemplo de un controlador de crucero de un coche; continuamente monitorea y reacciona a los sensores de velocidad y freno. Debe calcular la aceleración o desaceleración repetidamente dentro de un tiempo limitado; un retraso en el cálculo puede dar lugar a un fallo en el control del coche.
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Basado en microprocesadores – Debe estar basado en un microprocesador o microcontrolador.
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Memoria – Debe tener una memoria, ya que su software suele estar integrado en ROM. No necesita memorias secundarias en el ordenador.
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Conectados – Debe tener periféricos conectados para conectar dispositivos de entrada y salida.
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Sistemas HW-SW – El software se utiliza para obtener más funciones y flexibilidad. El hardware se utiliza para el rendimiento y la seguridad.
- Fácilmente personalizables
- Bajo consumo de energía
- Bajo coste
- Preciosidad.
- Rendimiento mejorado
- Alto esfuerzo de desarrollo
- Mayor tiempo de comercialización
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Sensor – Mide la cantidad física y la convierte en una señal eléctrica que puede ser leída por un observador o por cualquier instrumento electrónico como un convertidor A2D. Un sensor almacena la cantidad medida en la memoria.
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Convertidor A2D – Un convertidor analógico-digital convierte la señal analógica enviada por el sensor en una señal digital.
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Procesador & ASICs – Los procesadores procesan los datos para medir la salida y la almacenan en la memoria.
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Convertidor D-A – Un convertidor digital-analógico convierte los datos digitales alimentados por el procesador en datos analógicos
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Actuador – Un actuador compara la salida dada por el Convertidor D-A con la salida real (esperada) almacenada en él y almacena la salida aprobada.
Así que podemos definir un sistema embebido como un sistema de control en tiempo real, fiable, basado en un microcontrolador y dirigido por software.
Características de un sistema embebido
Ventajas
Desventajas
Estructura básica de un Sistema
La siguiente ilustración muestra la estructura básica de un sistema embebido –
