Gestão da Tecnologia da Informação

Sistemas Embarcados

Everton Mariano, Layla Karolina, Lyzandra Maylla, Guilherme Magno, Viviani Magalães

UNIPÊ – Centro Universitário de João Pessoa

Gestão da Tecnologia da Informação

Abstract. This meta-article aims to present the academic content for the GTI (Information Information Management - P2) working group, made from searches of books and websites about the user "Embedded Systems, their characteristics and functionalities of A General mode "with a purpose of composition of note of the third stage in the matter Operating Systems, health care of the teacher Leandro Caetano, Professional in the Institution of Private Education of Paraíba: Unipê - University Center of João Pessoa.

Resumo. Este meta-artigo tem o objetivo de apresentar conteúdo acadêmico aos colegas do curso de GTI (Gestão da Tecnologia da Informação – P2), confeccionado a partir de pesquisas a livros e sites sobre o assunto “Sistemas Embarcados, suas características e funcionalidades de um modo geral” com a finalidade de composição de nota do terceiro estágio na matéria Sistemas Operacionais, aos cuidados do Professor Leandro Caetano, Profissional na Instituição de Ensino Privado da Paraíba: Unipê – Centro Universitário de João Pessoa.

1. Introdução

Um Sistema Embarcado é um sistema de computador (hardware + software) que possui uma função dedicada, geralmente operando dentro de um sistema elétrico, mecânico, hidráulico, etc. São usados para controlar muitos tipos de sistemas e equipamentos atualmente, além de encontrar aplicações muito variadas, desde a área médica até comunicação, entretenimento, diversão e muitos outros. Em geral tem um tamanho compacto, baixo custo e alguns aspectos do seu designer são muito simplificados, por esse motivo são muito populares e utilizados. Na verdade, podemos dizer que os sistemas embarcados se tornaram indispensáveis à vida moderna, revolucionam o mundo continuamente melhorando a vida das pessoas. Basta olhar ao redor e perceber que eles estão em quase todos os lugares e que suas aplicações impulsionaram o desenvolvimento tecnológico de todas as áreas de conhecimento humano.

Mas o que um sistema embarcado consegue fazer? Um sistema embarcado salva vidas em marcapassos, garante a segurança dos transportes em computadores aviônicos e freios ABS (presentes nos automóveis), também aproxima as pessoas através de satélites e equipamentos de telecomunicação, agrega conforto aos nossos dias com impressoras, TV’s, players de mídia e consoles de games. Sistema embarcado também é aplicado em sistemas de rede elétrica, em sistemas bélicos, em reatores nucleares, enfim, eles estão presentes em quase todos os eletrônicos.

2. Características/aspectos de um SE

• Baixo consumo de energia (principalmente devido ao uso de microcontroladores);
• Tamanho reduzido;
• Baixo custo por unidade (costuma ser barato um SE);
• Operação especializada (geralmente um SE realiza apenas uma tarefa específica ou um pequeno conjunto de tarefas correlacionadas);
• Baixo tempo de resposta (um SE responde rapidamente a estímulos do ambiente e em muitos casos operando em tempo real);
• Operação em tempo real;
• Confiabilidade e Segurança (os SE são sistemas geralmente muito confiáveis e seguros);
• Hardware e software coexistem no sistema (costuma-se chamar o software que está embutido dentro do hardware de: firmware – Muitos SE’s são baseados em microcontroladores).

Os sistemas embarcados podem ser classificados basicamente em quatro categorias ou classes principais:

1. Computação geral (PDA’s, vídeo games);
2. Sistemas de controle (controle veicular, controle de voo, reator nuclear, controles industriais);
3. Processamento de sinais (radar, sonar, DVD player, processador de efeito e de som, analisador de espectro);
4. Comunicação ou rede (telefone celular, roteador banda larga, modem de internet).

Tipos de processadores

        Os sistemas embarcados usam duas classes de processamento principais: microprocessado e microcontrolado, para isso os Sistemas Embarcados contam com a ajuda de microprocessadores e microcontroladores e DSP - Processamento de Sinal Digital (Digital Signal Processing), usados de forma comum:

Microprocessadores: Um microprocessador incorpora as funções de uma unidade central de computador (CPU) em um único circuito integrado, ou no máximo alguns circuitos integrados. É um dispositivo multifuncional programável que aceita dados digitais como entrada (processa de acordo com as instruções armazenadas em sua memória) e fornece resultados como saída. Microprocessadores operam com números e símbolos representados no sistema binário.

Exemplo de microprocessadores:

• ARM Cortex: A8 / A9 / A15;
• Famílias Intel: Atom e Intel Quark;
• Qualcomm: Snapdragon;
• AMD: Geode LX;
• Texas Instruments: AM335x.

Microcontroladores: Basicamente é um chip que tem uma unidade de processamento, memória para programas, memórias para armazenamento não volátil e também alguns periféricos para entrada e saída dentro do próprio chip, geralmente também possui timer, computadores, conversores ADC e outros circuitos de controle. Por conta disso, os microcontroladores são muito usados em projetos de sistemas embarcados, uma solução embarcada microcontrolada poupa espaço físico, custo e consumo energético.

Exemplo de microcontroladores:

• Família 8051 (Intel);
• Microchip PIC;
• Hitachi H8;
• Motorola 68HC 16xx;
• ARM Cortex M3/M4 (M = Microcontrolador);
• Atmel ATmega (utilizados no arduíno);
• Texas Instruments MSP430F2x;
• Texas Instruments Hercules RM.

DSP’s: São microprocessadores especializados em processamento digital de sinal, usados para processar sinais de áudio, vídeo, etc., quer seja em tempo real ou off-line. Outra grande característica do DSP é sua alta velocidade comparada a outros microcontroladores que é medida em mips (milhão de instruções por segundo).

Exemplos de processadores de sinais digitais (DSP):

• Texas Instruments C665x;
• Freescale DSP56311;
• Microchip dsPIC30F3012;
• NXP SAA7706H;
• Analog Devices ADSP-21xx.

3. Gerência de processos

Nos sistemas embarcados se tratando do gerenciamento de processos, é preciso tratar processos com prioridades e deve haver pelo menos dois níveis de prioridade:

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