Introdução aos Sistemas Embarcados (Embedded Systems)Um sistema embarcado é um sistema de computador (hardware + software) que possui uma função dedicada, geralmente operando dentro de um outro sistema, elétrico, mecânico, hidráulico, etc. Show
Sistemas embarcados são usados para controlar muitos tipos de sistemas e equipamentos atualmente, além de encontrar aplicações muito variadas, desde a área médica até comunicação e entretenimento. Devido ao seu tamanho compacto, baixo custo e aspectos de design simplificado, os sistemas embarcados são muito populares e extremamente utilizados, tendo-se tornado indispensáveis para a vida moderna. Características Principais dos Sistemas Embarcados
HardwareOs sistemas embarcados são baseados principalmente em microcontroladores. Alguns utilizam microprocessadores (mais complexos), e chips para processamento dedicado, como chips DSP (Digital Signal Processing). Aplicações dos sistemas embarcados Os sistemas embarcados são utilizados em inúmeras aplicações, como por exemplo:
E muitas outras além dessas. Praticamente tudo o que é programável possui um sistema embarcado. Os sistemas embarcados são, geralmente, classificados em quatro tipos: Computação geral (PDA, vídeo-games, etc); Sistemas de Controle (Controles veiculares, controles de vôo, reatores nucleares); Processamento de sinais (radares, sonares, DVD player, processadores de efeitos, analisadores de espectro); Comunicação / Rede (telefones celulares, roteadores, modems de internet). Sistema Embarcado simples, controlando um pequeno robô-automóvel Interfaces dos sistemas embarcadosAlguns sistemas embarcados não possuem nenhuma interface, e outro possuem interfaces gráficas complexas para interação com o usuário. Às vezes a interface se resume a alguns botões, LEDs, sinais sonoros e LCDs. Em alguns casos o sistema embarcado é acessado remotamente, usando algum protocolo de comunicação como Ethernet, USB, RS-232, I2C ou outro. ComunicaçãoOs sistemas embarcados podem se comunicar com o mundo externo usando diversos tipos de periféricos, como:
Partes de um sistema embarcado (simplificado)Na figura abaixo podemos ver as partes que compõem um sistema embarcado simples, incluindo dispositivos de entrada e saída e sistema interno de processamento: Partes de um sistema embarcado (simplificado) Tipos de processadoresOs sistemas embarcados usam duas classes de processamento principais: microprocessado e microcontrolado. Alguns exemplos de microprocessadores e microcontroladores usados em sistemas embarcados podem ser vistos na lista a seguir:
Alguns microprocessadores e microcontroladores usados em sistemas embarcados Exemplos de microcontroladoresA seguir temos uma pequena (bem pequena!) listagem de microcontroladores usados em sistemas embarcados:
Microcontroladores usados em sistemas embarcados SensoresOs sensores são dispositivos capazes de detectar eventos ou alterações em variáveis ambientais e gerar uma saída na forma de sinais elétricos ou ópticos, que serão processados pelo sistema embarcado e utilizados para realizar algum tipo de tarefa de controle, muitas vezes acionando um atuador ou enviando sinais para outros circuitos. Tipos de sensores usados em sistemas embarcados
Ao longo de nossos cursos de eletrônica vamos detalhar o uso de cada um desses sensores, e muitos mais. AcionadoresOs dispositivos acionadores são componentes do sistema embarcado que enviam sinais de controle para acionar elementos e equipamentos externos ao sistema, como por exemplo acionando motores, acendendo e apagando luzes, emitindo sons, ligando e desligando máquinas, entre outras tarefas. Exemplos de Acionadores
Também detalharemos o uso desses, e de muitos outros acionadores, incluindo diversos projetos eletrônicos em nossos artigos e tutoriais sobre Eletrônica, Arduíno e Microcontroladores Placas para estudo de sistemas embarcadosHá no mercado diversos kits e placas para estudo e prototipagem de sistemas embarcados e programação de microcontroladores / microprocessadores. Como exemplo, podemos citar:
E muitas outras mais! Programação de Sistemas EmbarcadosPara programar um sistema embarcado, normalmente usamos linguagens de programação de uso geral, como:
E em alguns casos, linguagens específicas do fabricante do sistema, que podem inclusive serem baseadas nas linguagens acima, como por exemplo AppInventor ou LabView (National Instruments), que são softwares usados para programação do LEGO Mindstorms, que é um kit de aprendizagem de robótica da empresa LEGO. Futuro dos Sistemas EmbarcadosO mercado de sistemas embarcados tem um futuro extremamente promissor. Vejamos alguns dados de pesquisas que nos mostram previsões de crescimento e performance desse mercado.
Assista agora a um vídeo sobre Sistemas Embarcados, onde explico mais detalhadamente os conceitos expostos acima: Qual as características principais de um sistema embarcado?Sistemas embarcados são sistemas computacionais completos e independentes, mais simples que um computador de propósito geral (desktops), encarregados de executar apenas uma função determinada - tarefas pré-determinadas, com requisitos específicos - na qual executam geralmente repetidas vezes.
O que é um sistema operacional embarcado?Um sistema operacional é dito embarcado ou embutido (em inglês, embedded) quando é construído para operar sobre um hardware com poucos recursos de processamento, armazenamento e energia.
Quais os elementos básicos de um sistema embarcado?Características Principais dos Sistemas Embarcados. Baixo consumo energético.. Tamanho reduzido.. Baixo custo por unidade.. Operação especializada.. Baixo tempo de resposta.. Operação em tempo real.. Confiabilidade e Segurança.. Hardware e software coexistem (firmware). São exemplos de sistemas operacionais embarcados?Alguns sistemas operacionais populares são: Windows, Linux, Mac OS, Android, etc.
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