7/25/2019 Funcionamento de Sistemas Embarcados

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Intro.

Como colocado, um sistema Embarcado um dispositivo fsico que realiza uma

funo especca. Ento ele funciona controlando processos, isto , analisando

um problema e atuando sobre ele. Isso se d pela ao de perifricos de

entrada, que abstraem informaes do ambiente e as !o"am para uma central

de processamento, que normalmente e#ecuta um soft$are que interpreta e

di"ere os dados e d o comando para os perifricos de sada, que vo, assim,

realizar al"uma ao sobre o ambiente.

Essa ao pode ser a mais simples possvel% por e#emplo, acender uma

l&mpada a partir da luminosidade do local, ou tambm um das mais

comple#as, como funcionar como o piloto automtico de um avio.

'esse sentido, as funes, a comple#idade e, com certeza, a siolo"ia de

(istemas Embarcados so muito variadas. 'o entanto, pode)se traar uma

certa arquitetura computacional que muito frequente.

1.0 Harware

*e forma simplicada, essa a cara de um (istema embarcado, que,

sicamente por tanto ter partes mec&nicas quanto eletr+nicas

-le"enda esquema simplicado de um sistema embarcado

1.1 Sensores

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/s sensores captam informaes do ambiente. Essas informaes so

primordiais para a unidade de processamento, pois com base nelas as decises

podem ser tomadas.

Tipos de sensores usados em sistemas embarcados

0otoeltrico%

*etectores de sons%

1elocidade%

2emperatura%

3a"nticos%

4resso%

5celer+metros%

6irosc7pios%

6s e fumaa%

3uitas vezes, os dados vindos dos sensores so sinais anal7"icos, isto , sinais

contnuos, que variam com o tempo e que no podem ser interpretados pela

unidade de processamento, que s7 analisa sinais di"itais, na forma de bits

zeros e uns.

'ormalmente, os sinais anal7"icos v8m de dispositivos c9amados de

transdutores, que convertem um tipo de ener"ia em outro, como um microfoneou um fotossensor.

5ssim, na interface, n7s temos os conversores anal7"ico)di"itais, que fazem a

comunicao entre os sensores e a central de processamento.

1.2 Unidade de processamento

: uma unidade de processamento, que e#ecuta instrues, realiza clculos,

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toma decises e manupula eventos baseado nas informaes que so

transmitidas pelo barramento, que o que faz a cone#o entre os

componentes do sistema computacional.

1.3 Memrias.

5s mem7rias re"istram dados e instrues relacionados ao que estacontecendo na C4;.

1.4 Perifricos de sa!da.

:, por m, os perifricos de sada, os atuadores, que so comandados por

instrues vindas da C4; e permitem que os (istemas Embarcados atuem

sobre o ambiente. /s atuadores so dispositivos que realizam aes que

interferem no processo que est sendo controlado

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;m microprocessador um circuito que, ele por ele, somente realiza funes

de clculo e tomada de decises em um sistema computacional. Ele tem toda

uma estrutura de ;nidade de >7"ica 5ritmtica, contadores, re"istradores,

;nidade de controle, etc. 3as para que ele funcione, necessrio mais

9ard$are e#ternamente precisa)se adicionar mem7ria, barramento,

conversores analo"icos)di"itais, etc.

*iferente de um microcontrolador, que no precisa de componentes e#ternos

pra funcionar dentro dele, 9 todos os perifricos necessrios para seu

funcionamento. Em um microcontrolador, as mmorias ?53 e ?/3,

conversores, temporizadores e a C4; em si so todos inte"rados em um bloco.

4or isso, microcontroladores "astam menos ener"ia, so mais baratos e mais

compactos

'o entanto, microprocessadores volumosos e caros, mas so mais robustos.

Escol9er entre um ou outro depende do nvel do pro!eto

2.0 Software

4ara que um sistema embarcado desempen9e uma funo, ele precisa ser

pro"ramado, isto , eu preciso dar a ele instrues para que ele colete dados

de sensores ou de protocolos e#ternos, compute isso de al"uma forma e faa

al"o emitir um sinal de vdeo pra uma tv, "ravar informaes num C*, li"ar

luzes, etc.

5s lin"ua"ens utilizadas so

C%

5ssembl%%

CDD%

ava%

Em al"uns casos, determinados fabricantes de 9ard$are tem suas pr7prias

lin"ua"ens.

'a maioria das vezes, sistemas embarcados desempen9am funes muito

simples, que no precisam lidar com muita informao, assim, tanto o 9ar$are

quando o soft$are so simplssimos. 'esses casos, o soft$are implementado em lin"ua"em de mquina. / soft$are c9amado F0irm$areF.

em sistemas mais comple#os, quando eu ten9o vrios processos rodando ao

mesmo tempo, eu posso implementar (istemas /peracionais Embarcados, pra

fazer um "erenciamento mel9or de dados, alm de, quando eu ten9o interao

com usurio, permitir que o usurio repro"rame o equipamento. 'o entanto, 9

uma maior diculdade em se implementar (istemas /peracionais, devido @

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necessidade de :ard$are, principalmente de mem7ria e de C4; e tambm por

que a arquitetura de soft$are muito comple#a.

Guando o soft$are e#ecutado no est "ravado no :*

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Campo= uma espcie de circuito utilizado para o processamento de informaes

digitais !le recebe esse nome por ser um "ard#are fle$%vel& isto '& ao contrrio da maioria

dos c"ips (ue encontramos no nosso dia a dia& ele pode ser reconfigurado pelo usurio ou o

projetista& mas n)o apenas programando*o e sim descrevendo o seu "ard#are:

Fazendo as ligaes entre os c"amados blocos l+gicos e criando estruturas l+gicas&

diferentemente de um programa& (ue e$ecuta uma instru)o lin"a por lin"a& ele computa as

informaes vindas das entradas usando l+gica booleana e as joga para as sa%das

5 l7"ica implementada nesses sistemas, como nas C4;Js usuais tambm

baseia)se em l7"ica booleana

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'esse sentido, os pro!etos de sistemas embarcados podem ir de uma enorme

simplicidade, at ao ponto de se confundirem com um computador pessoal. /

que vai determinar qual vai ser o nvel do meu pro!eto a equacionamento de

9ard$are e soft$are a partir das variveis custo e necessidade