SISTEMAS EMBARCADOS

SISTEMAS EMBARCADOS Mauricio Souza Fabricio

Sistemas Embarcados 1

SISTEMAS EMBARCADOS

Um sistema embarcado (ou sistema embutido) um sistema microprocessado no qual o computador completamente encapsulado ou dedicado ao dispositivo ou sistema que ele controla. Diferente de computadores de propsito geral, como o computador pessoal, um sistema embarcado realiza um conjunto de tarefas predefinidas, geralmente com requisitos especficos. J que o sistema dedicado a tarefas especficas, atravs de engenharia pode-se otimizar o projeto reduzindo tamanho, recursos computacionais e custo do produto.


SISTEMAS EMBARCADOS

Colocar capacidade computacional dentro de um circuito integrado, equipamento ou sistema. Esta uma definio para o que um sistema embarcado. Note que um sistema como este deve ser mais do que um simples computador. um sistema completo e independente, mas preparado para realizar apenas uma determinada tarefa.


Parte interna de um roteador, Exemplo de um Sistema Embarcado

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Sistemas como PDAs (Personal Digital Assistant - Assistente Digital Pessoal) so geralmente considerados sistemas embarcados pela natureza de seu hardware, apesar de serem muito mais flexveis em termos de software. Fisicamente, os sistemas embarcados passam desde MP3 players a semforos.

PDA Palm TX


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ARDUINO uma plataforma de prototipagem eletrnica de hardware livre, projetada com um microcontrolador Atmel AVR de placa nica, com suporte de entrada/sada embutido, uma linguagem de programao padro, a qual tem origem em Wiring, e essencialmente C/C++. O objetivo do projeto criar ferramentas que so acessveis, com baixo custo, flexveis e fceis de se usar por artistas e amadores. Principalmente para aqueles que no teriam alcance aos controladores mais sofisticados e de ferramentas mais complicadas.


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RASPBERRY um computador do tamanho de um carto de crdito desenvolvido no Reino Unido pela Fundao Raspberry. Todo o hardware integrado em uma nica placa. O objetivo principal de estimular o ensino de cincia da computao bsica em escolas. A Fundao Raspberry comeou a aceitar pedidos do modelo de US$35 a partir de 29/02/2012. O computador baseado em um system on a chip (SoC) Broadcom BCM2835, que inclui um processador ARM1176JZF-S de 700 MHz, GPU VideoCore IV, e 512 MB de memria RAM em sua ltima reviso. O projeto no inclui uma memria no-voltil - como um disco rgido - mas possui uma entrada de carto SD para armazenamento de dados.


PEQUENA HISTRIA Sistemas Embarcados


O primeiro sistema embarcado reconhecido foi o Apollo Guidance Computer , desenvolvido por Charles Stark no MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts).

Apollo Guidance Computer (AGC) foi um computador de bordo que provia recursos computacionais e controles para orientao, navegao e controle do Mdulo de Comando e do Mdulo Lunar utilizados no Projeto Apollo.

Imagem do Apollo Guidance Computer

PEQUENA HISTRIA


O primeiro sistema embarcado de produo em massa foi o computador guia do mssil nuclear LGM-30 Mssil Minuteman , lanado em 1961.

Imagem do LGM-30 MSSIL MINUTEMAN

PEQUENA HISTRIA


Desde suas primeiras aplicaes na dcada de 1960, os sistemas embarcados vm reduzindo seu preo. Tambm tem havido um aumento no poder de processamento e funcionalidade. Em 1978 foi lanada pela National Engineering Manufacturers Association a norma para microcontroladores programveis.

Em meados da dcada de 1980, vrios componentes externos foram integrados no mesmo chip do processador, o que resultou em circuitos integrados chamados microcontroladores e na difuso dos sistemas embarcados.

PEQUENA HISTRIA


Com o custo de microcontroladores menor que um dlar americano, tornou-se vivel substituir componentes analgicos caros como potencimetros e capacitores por eletrnica digital controlada por pequenos microcontroladores. No final da dcada de 1980, os sistemas embarcados j eram a norma ao invs da exceo em dispositivos eletrnicos.

PEQUENA HISTRIA


EX. de alguns microcontroladores

CARACTERSTICAS Sistemas Embarcados


CARACTERSTICAS

Sistemas embarcados so desenvolvidos para uma tarefa especfica. Por questes como segurana e usabilidade, alguns inclusive possuem restries para computao em tempo real. O software escrito para sistemas embarcados muitas vezes chamado firmware, e armazenado em uma memria ROM ou memria flash ao invs de um disco rgido. Por vezes o sistema tambm executado com recursos computacionais limitados: sem teclado, sem tela e com pouca memria.

Vejamos algumas caractersticas como: Interfaces para usurios;

Processamento;

Perifricos. Sistemas Embarcados 13

Sistemas embarcados podem no necessariamente possuir interface para usurios (dedicados somente a uma tarefa) com tambm uma interface para usurios completa, similar dos sistemas operacionais desktop (em sistemas como PDAs). Sistemas mais simples utilizam botes, LEDs ou telas bastante limitadas, geralmente mostrando somente nmeros ou uma fila pequena de caracteres.

INTERFACES PARA USURIOS


Em geral os sistemas embarcados possuem uma capacidade de processamento reduzida em comparao com computadores desktops. Ao invs de utilizar microprocessadores, os desenvolvedores preferem utilizar microcontroladores, pois estes j possuem diversos perifricos integrados no mesmo chip. Outra diferena a variedade de arquiteturas disponveis tais como ARM, MIPS, Coldfire/68k, PowerPC, x86, PIC, 8051, Atmel AVR, Renesas H8, SH, V850, FR-V, M32R, Z80 e Z8.

Isso contrasta com o mercado de computadores pessoais, limitados somente algumas arquiteturas.

PROCESSAMENTO


Os sistemas embarcados comunicam-se com o meio externo atravs de perifricos. Estes perifricos podem ser combinados com o processador (como no caso dos sistemas microcontrolados) ou associados no sistema. Entre os perifricos mais comum temos:

Entrada de dados atravs de teclas;

PERIFRICOS


Leds;

Displays de LCD (sendo os mais comuns os alfanumricos por exemplo o HD44780);

PERIFRICOS


Interface serial - (Por exemplo RS 232, I2C)

Universal Serial Bus - (USB)

TCP/IP TCP (Protocolo de Controle de Transmisso)

IP (Protocolo de Internet, ou ainda, protocolo de interconexo)

PERIFRICOS


TIPOS DE APLICAES Sistemas Embarcados


Propsito geral: so as aplicaes mais parecidas com os computadores de mesa, mas em embalagens embarcadas. Nelas costumam haver grande interao entre os usurios e o sistema, geralmente atravs de terminais de vdeo ou monitores. Como exemplo tem-se os vdeo games, os conversores de TV a cabo, caixas de bancos, etc.

Vdeo Games

Caixas Eletrnicos

Conversor de TV a cabo

TIPOS DE APLICAES


Sistemas de controle: controles em malha fechada com realimentao em tempo real. Geralmente so as aplicaes mais robustas, com placas dedicadas e mltiplos sensores de entrada e sada. Muitas vezes fornecem pouca interao com o usurio, mostrando sinalizaes atravs de LEDs. Usados nos motores de automveis, processos qumicos, controle de vo, usinas nucleares, etc.

TIPOS DE APLICAES


Processamento de sinais: onde envolve um grande volume de informao a ser processada em curto espao de tempo. Os sinais a serem tratados so digitalizados atravs de ADs, processados, e novamente convertidos em sinais analgicos por DAs. Caso de tratamento de udio, filtros, modens, compresso de vdeo, radares e sonares, etc.

Comunicaes e redes: chaveamento e distribuio de informaes. Sistemas de telefonia e telecomunicaes e internet

TIPOS DE APLICAES


EXEMPLOS Sistemas Embarcados


Avinicos, como sistemas de controle inercial, controle de vo e outros sistemas integrados nas aeronaves, como sistemas de orientao de msseis;

EXEMPLOS


Painel Avio

Telefones celulares e centrais telefnicas;

EXEMPLOS


Celulares

Central Telefnica (Analgica e Digital)

Equipamentos de redes de computadores, como roteadores, hubs, switches e firewalls;

EXEMPLOS


Roteador Hub

Firewall Switch

Impressoras;

Semforos;

EXEMPLOS


Impressora Comum

Impressora 3D

Plotter

Dispositivos de armazenamento (discos rgidos e disquetes);

EXEMPLOS


Disco Rgido Disquete

Controladores da trao, do motor e do antibloqueio em automveis: freios ABS e controle de trao;

PDAs;

EXEMPLOS


Calculadoras;

Videogames;

EXEMPLOS


Eletrodomsticos, como fornos microondas, mquinas de lavar, aparelhos de TV, DVD players;

EXEMPLOS


Tratores e implementos agrcolas;

Urna eletrnica;

EXEMPLOS


Robtica.

EXEMPLOS


CONCLUSO Sistemas Embarcados


praticamente impossvel imaginar o mundo moderno sem os sistemas embarcados. A maioria das pessoas simplesmente usufrui das facilidades cotidianas proporcionadas por esses sistemas sem nem mesmo se dar conta disso. A computao na prtica vai muito alm das mquinas que podemos reconhecer efetivamente como computadores, ela tornou-se parte da vida moderna e no d sinais de que nos deixar to cedo. Nota-se que esses sistemas agora comeam a fazer parte de nosso vesturio e acredito que no futuro no to distante os incorporemos em nossos prprios corpos, atribuindo a eles funcionalidades nunca antes vistas.

CONCLUSO


REFERNCIAS Sistemas Embarcados


http://www.techtraining.eng.br/files/uploads/2013/04/19/artigo-sist-emb.pdf

http://www.embarcadosbasico.wordpress.com

http://planetasustentavel.abril.com.br/blog/paisagem-fabricada/2011/01/17/arduino-robos-codigo-aberto-279305/

REFERNCIAS



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