Sistemas Integrados

Un sistema integrado  (embedded system) es un sistema diseñado por lo general dedicado a la realización de funciones limitadas de computación fiable, segura y con costes de mantenimiento mínimos para hacer uno o varios dedicadas o especificas Funciones. Es incorporado como parte de un dispositivo completo que incluye hardware y partes mecánicas. Por el contrario, una computadora de propósito general, tales como unordenador personal  (PC), está diseñado para ser flexible y para cumplir con una amplia gama de necesidades del usuario final.Los sistemas empotrados controlar muchos dispositivos en uso común hoy en día. Los sistemas empotrados son controlados por uno o más núcleos de procesamiento principales, que son  micro controladores o procesador digital de señales (DSP). La característica clave, sin embargo, se ha dedicado a manejar una tarea particular. Dado que el sistema integrado está dedicado a tareas específicas, los ingenieros de diseño puede optimizar para reducir el tamaño y coste del producto y aumentar la fiabilidad y el rendimiento. Físicamente, sistemas integrados van desde los dispositivos portátiles, como los relojes digitales y reproductores de MP3 , a las grandes instalaciones fijas como semáforos, los controladores de fábrica , o los sistemas de control de las centrales nucleares . La complejidad varía de baja, con un solo microcontrolador  chip, a muy alto con varias unidades, periféricos y redes. En general, un “sistema integrado” no es un término estrictamente definido, como la mayoría de los sistemas tienen algún elemento de extensibilidad o de programación. Por ejemplo, los ordenadores portátiles comparten algunos elementos con los sistemas embebidos, tales como los sistemas operativos y microprocesadores que les de poder, pero que permiten diferentes aplicaciones que se cargan y periféricos que se conectan.

Los sistemas integrados abarcan todos los aspectos de la vida moderna y hay muchos ejemplos de su uso. Los sistemas de telecomunicaciones emplean a numerosos sistemas integrados de centrales telefónicas de la red de telefonía móvil. Las redes de computadoras utiliza dedicada enrutadores y los puentes de la red para la ruta de datos. Electrónica de consumo  incluyen asistentes personales digitales (PDA s), reproductores MP3, teléfonos móviles, consolas de videojuegos, cámaras digitales, DVD s, GPS  receptores, y la impresora.Muchos aparatos del hogar, como hornos de microondas, lavadora y el lavavajillas, están incluidos los sistemas integrados para proporcionar flexibilidad, eficiencia y características; sistemas de uso en red del termostato de control de temperatura más preciso y eficiente que puede cambiar la hora del día y de temporada . Domótica  utiliza con cable e inalámbricas de redes que pueden se utiliza para controlar las luces, el clima, seguridad, audio / visual, vigilancia, etc, todos los que utilizan los dispositivos integrados para la detección y el control. Los sistemas de transporte en el vuelo a los automóviles utilizan cada vez más sistemas embebidos. Los aviones nuevos contienen avanzados de aviónica como de guía inercial y los sistemas de GPS  receptores que también tienen considerables necesidades de seguridad. Varios motores eléctricos – motores DC sin escobillas, motor de inducción de, y motor de corriente continua, está utilizando eléctrico / electrónico de control del motor. Automóviles, vehículo eléctrico, y el vehículo híbrido s está utilizando cada vez más sistemas integrados para maximizar la eficiencia y reducir la contaminación.

En segundo lugar, los procesadores integrados se puede dividir en dos grandes categorías: los microprocesadores comunes (microprocesador) y microcontroladores (μC), que tienen muchos más periféricos en el chip, reduciendo el coste y tamaño.En contraste a la computadora personal y los mercados de servidores, un número bastante grande de arquitecturas de CPU que se han utilizado, hay Von Neumann  , así como diversos grados de la arquitectura de Harvard s, RISC, así como la no-RISC y VLIW; longitudes de palabra varían de 4 – bits a 64 bits y más allá (sobre todo en DSP  procesadores), aunque siguen siendo los más típicos 8/16-bit. La mayoría de las arquitecturas vienen en un gran número de diferentes variantes y formas, muchas de las cuales también son fabricados por varias compañías. Una larga lista, pero todavía no exhaustiva de las arquitecturas más comunes son: 65816, 65C02, 68HC08, 68HC11, 68k , 78K0R/78K0, 8051 , ARM , AVR , AVR32 , Blackfin ,C167 , Coldfire, la COP8 , Cortus APS3, EZ8 , eZ80, FR-V , H8, HT48 , M16C, M32C, MIPS , MSP430, PIC , PowerPC , R8C , RL78, SHARC , SPARC , ST6 , SuperH , TLCS-47, TLCS-870, TLCS-900, TriCore , V850 , 86 , XE8000 , Z80, AsAP , etc

Características que se pueden tomar en cuenta para un sistema integrado.

  1. Eficiencia Energética (llamar la potencia mínima para el propósito)
  2. Personalizados de tensión / potencia requisitos (VDC: 12, 14, 24, 72 ..)
  3. Seguridad (a prueba de hackers)
  4. Fiabilidad (trabajo sin fallo desde hace años)
  5. Medio Ambiente (amplio rango de temperatura, sellado de los productos químicos, la radiación)
  6. La interacción eficaz con el usuario (menos botones, el tacto)
  7. Se integre con el diseño

    Ejemplo un video de un proyecto que representa un sistema integrado🙂

Al igual que con otro software, diseñadores de sistemas integrados utilizan  el compiladores, ensambladores, y depuradores para desarrollar software de sistemas embebidos. Sin embargo, también pueden utilizar algunas herramientas más específicas:

  • En los depuradores de circuito o emuladores (ver próxima sección).
  • Utilidades para agregar una suma de comprobación o CRC  de un programa, por lo que el sistema embebido puede comprobar si el programa es válido.
  • Para los sistemas que utilizan el procesamiento de señales digitales , los desarrolladores pueden utilizar un banco de trabajo de matemáticas, como Scilab  / Scicos , MATLAB  / Simulink , EICASLAB , MathCad , Mathematica , o DSP piedra variable para simular las matemáticas. También pueden utilizar las bibliotecas, tanto para el anfitrión y el objetivo que elimina el desarrollo de rutinas de DSP como se hace en RTOS DSPnano  y el sistema operativo Unison.
  • Compiladores y enlazadores de encargo puede ser utilizado para mejorar la optimización para el hardware en particular.
  • Un sistema embebido puede tener su propio lenguaje o herramienta de diseño, o añadir mejoras a un lenguaje ya existente, como adelante o básico .
  • Otra alternativa es agregar un sistema operativo en tiempo real  o el sistema operativo integrado, que pueden tener capacidades DSP como RTOS DSPnano .
  • El modelado y generación de código de herramientas  basa a menudo en las máquinas de estado

Las herramientas de software puede venir de varias fuentes:

  • Las compañías de software que se especializan en el mercado integrado
  • Portadas de los GNU  herramientas de desarrollo de software
  • A veces, las herramientas de desarrollo para un ordenador personal se puede utilizar si el procesador integrado es un pariente cercano a un procesador de PC común

A medida que la complejidad de los sistemas embebidos crezca, mayores herramientas a nivel de sistemas operativos y están migrando en una máquina donde tiene sentido. Por ejemplo, los teléfonos celulares, Personal Digital Assistant s y otras computadoras de los consumidores a menudo necesitan software que sea importante que se compra o proporcionados por una persona que no sea el fabricante de la electrónica. En estos sistemas, un ambiente de programación de código abierto como Linux , NetBSD , OSGi  o Java Embedded  es necesario para que el proveedor de software de terceros puede vender a un mercado grande.

Embedded depuración  puede realizarse en diferentes niveles, dependiendo de las instalaciones disponibles. Más simple al más sofisticado que puede ser más o menos agrupados en las siguientes áreas:

  • Depuración residente interactivo, utilizando el shell simple que ofrece el sistema operativo embebido (por ejemplo, Forth y Basic)
  • Depuración externo mediante la tala o la salida de puerto serie para rastrear la operación utilizando un monitor en flash o utilizando un servidor de depuración como el depurador remedio  que incluso trabaja para heterogéneos sistemas multi-núcleo.
  • Un depurador en circuito (ICD), un dispositivo de hardware que se conecta con el microprocesador a través de unJTAG  o interfaz de Nexus. Esto permite el funcionamiento del microprocesador para ser controlado externamente, pero normalmente se limita a las capacidades de depuración específicos en el procesador.
  • Un emulador in-circuit  (ICE) reemplaza el microprocesador con un equivalente simulada, proporcionando un control total sobre todos los aspectos del microprocesador.
  • Un completo emulador  ofrece una simulación de todos los aspectos del hardware, permitiendo a todos a ser controlada y modificada, y que permite la depuración en un PC normal.

Los sistemas empotrados suelen residir en las máquinas que se espera que funcione continuamente durante años, sin errores, y en algunos casos se recuperan por sí mismos si ocurre un error. Por lo tanto el software está desarrollado y probado por lo general con más cuidado que el de los ordenadores personales, y poco fiables partes mecánicas en movimiento, tales como unidades de disco, interruptores o botones que se evitan. temas específicos de confiabilidad pueden incluir:

  1. El sistema de seguridad no puede ser cerrado para su reparación, o es demasiado inaccesible para reparar. Los ejemplos incluyen sistemas espaciales, cables submarinos, balizas de navegación, sistemas de perforaciones, y los automóviles.
  2. El sistema debe mantenerse en funcionamiento por razones de seguridad. “Modos de Limp” son menos tolerables. A menudo copias de seguridad son seleccionados por un operador. Los ejemplos incluyen la navegación aérea, sistemas de control del reactor, los controles de seguridad críticos fábrica de productos químicos, las señales de los trenes, motores de aviones monomotores.
  3. El sistema se pierden grandes cantidades de dinero cuando se cierran: centrales telefónicas, controles de fábrica, puentes y los controles del ascensor, la transferencia de fondos y creación de mercado, las ventas automáticas y el servicio.

Herramientas que probablemente haré uso en este curso.

Oregano (Simulador de Circuitos Electronicos)

sudo apt-get install oregano
/*aun no eh instalado las librerias ._. asi que no compila nada,agradeceria si alguien me podría orientar */

 

Arduinio (herramientas para el compilador /openjdk/IDE arduino)

sudo apt-get install gcc-avr
sudo apt-get install openjdk-6-jre 
sudo apt-get install arduino

 

Referencias
http://www.absoluteastronomy.com/topics/Embedded_system
http://www.embeddedsystem.com/
http://www.absoluteastronomy.com/topics/Home_automation
http://www.arduino.cc/

5 comentarios (+¿añadir los tuyos?)

  1. Elisa
    Feb 09, 2012 @ 15:30:51

    No sé si tus lectores se desesperarán con el largo de los párrafos😛 ¿Quizá subsecciones o algo? Van 8 para el lab.

    Responder

  2. Elisa
    Feb 09, 2012 @ 15:32:07

    ¿Porqué se moderan los comentarios? ¡Abajo con la censura!

    Responder

  3. Elisa
    Feb 16, 2012 @ 14:01:58

    Siguen pendientes de moderación mis comentarios, nena.

    Responder

  4. Elisa
    Feb 23, 2012 @ 14:42:01

    ¿Alguna intención de publicar algo nuevo? (Por lo menos ya no estoy bajo moderación…)

    Responder

  5. Elisa
    Mar 01, 2012 @ 13:41:10

    Si ya no vas a publicar nada, mejor te quito de la lista, ¿no? Tú me digas.

    Responder

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