Artigo Sistema Embarcado

Introdução aos Sistemas Embarcados

Edna Barros

Sérgio Cavalcante

[e-mail], [e-mail]

Grupo e Engenharia da Computação – GRECO

Centro de Informática – CIn

Universidade Federal de Pernambuco – UFPE

1. Introdução

A indústria eletrônica tem crescido nos últimos anos a uma taxa impressionante e um dos principais

motivos para tal crescimento é a incorporação de sistemas eletrônicos numa grande variedade de

produtos tais como automóveis, eletrodomésticos e equipamentos de comunicação pessoal. Sistemas

de computação estão presentes em todo lugar e não é supresa que anualmente são produzidos

milhões de sistemas destinados a computadores pessoais (desktop), estações de trabalho,

servidores e computadores de grande porte. O que pode surpreender, no entanto, é que bilhões de

sistemas são produzidos anualmente para as mais diferentes propostas; tais sistemas estão

embutidos em equipamentos eletrônicos maiores e executam repetidamente uma função específica

de forma transparente para o usuário do equipamento. Como resultado da introdução de sistemas

eletrônicos em aplicações tradicionais temos produtos mais eficientes, de melhor qualidade e mais

baratos. Dentre os componentes eletrônicos mais utilizados temos os componentes digitais que

permitem algum tipo de computação tais como microprocessadores e microcontroladores.

Apesar da melhoria na qualidade do produto final, o projeto de tais sistemas tornou-se bem mais

complexo, principalmente por envolver uma série de componentes distintos e de natureza

heterogênea. O projeto de uma mesma aplicação pode incluir, por exemplo, transistores e instruções

de máquina de um processador.

A maioria das funções dos sistemas eletrônicos atuais, em geral, envolvem algum tipo de

computação e controle e são realizadas por componentes digitais. Atualmente é uma tendência que

sinais analógicos sejam processados como sinais digitais, de forma que componentes para

processamento digital são dominantes nos sistemas eletrônicos e terão o principal enfoque deste

texto.

Segundo De Micheli existem três classes básicas de sistemas digitais: emulação e sistemas de

prototipação, sistemas de computação de propósito geral e sistemas embarcados (embedded

systems). Sistemas de emulação e prototipação são baseados em tecnologias de hardware

reprogramáveis, onde o hardware pode ser reconfigurado pela utilização de ferramentas de síntese.

Tais sistemas requerem usuários especialistas e são utilizados para a validação de sistemas digitais.

Sistemas de computação de propósito geral incluem computadores tradicionais abrangendo

desde laptops até supercomputadores. Tais sistemas são caracterizados pelo fato de que usuários

finais podem programar o sistema. Diferentes aplicações são suportadas dependendo do tipo do

software utilizado pelo usuário.

Segundo a Webopedia (www.webopedia.com), um sistema embarcado ou embutido (embedded

system) pode ser definido como um sistema computacional especializado que faz parte de uma

máquina ou sistema maior. Sistemas embarcados são encontrados numa variedade de equipamentos

eletrônicos do nosso dia a dia:

(a) produtos de consumo: telefones celulares, pagers, câmeras digitais, video-cassete, vídeo

games portáteis, calculadores, etc;

(b) eletrodomésticos: forno de microondas, secretárias eletrônicas, equipamentos de

segurança, termostados, máquinas de lavar e sistemas de iluminação;

(c) automação de escritório: máquinas de fax, copiadoras, impressoras e scanners;

(d) automóveis: controle de transmissão, injeção eletrônica, suspensão ativa, freio ABS.

Poderíamos dizer que praticamente quase todos os equipamentos a eletricidade já possuem (ou

possuirão em breve) algum sistema de computação embutido no mesmo. Enquanto que cerca de

40% das residências americanas possuiam um computador em 1994, cada residência possui em

média 30 computadores embarcados, com a prespectiva deste número crescer para mais de 100 no

ano 2000. O custo médio da eletrônica embarcada de um automóvel era de U$1237 em 1995 e hoje

chega a U$ 2125. Bilhões de microprocessadores embarcados foram vendidos nos últimos anos,

enquanto que e venda de microprocessadores para computadores pessoais é da ordem de milhões.

O mercado de sistemas embarcados apresenta-se como um nicho extremamente atrativo, porém

bastante crítico com relação a alguns aspectos de projeto tais como: custo e tempo de

desenvolvimento, bem como o desempenho do produto final.

Sistemas embarcados possuem algumas características que são comuns:

1. Funcionalidade única: usualmente um sistema embarcado executa somente um programa

repetidamente. Por