Sistemas embebidos

Introducción

Los sistemas de computación se encuentran en cualquier parte. Es probable que nadie se sorprenda al saber que millones de sistemas de computación son producidos y vendidos cada año, como por ejemplo computadores de escritorios o computadores personales. Sin embargo, sorprende saber que billones de sistemas de computación de propósito específico son construidos y vendidos cadaaño; los sistemas embebidos se encuentran alrededor de nuestras vidas, en forma de teléfonos móviles, equipos médicos, sistemas de navegación aérea, reproductores MP3, impresoras, automóviles, etc.
Cada vez que se mira alrededor es posible identificar un dispositivo que contiene un microprocesador, y probablemente se ha encontrado un sistema embebido. Por estas razones resulta convenienteestudiarlos.

En este documento se abordarán conceptos pertinentes a sistemas embebidos y parte del software que se ejecuta en ellos. En la Sección 2 se definen los sistemas embebidos; en la Sección 3 se describen las características de los sistemas embebidos; en la Sección 4 se discute acerca del hardware encontrado en los sistemas embebidos; la Sección 5 expone algunos principios de diseño delos sistemas embebidos, en la Sección 6 se presentan aplicaciones comunes para los sistemas embebidos, la Sección 7 muestra algunos sistemas operativos embebidos y explica algunas funcionalidades; finalmente la Sección 8 concluye este documento.

Sistemas Embebidos y Sistemas Operativos Embebidos

¿Qué es un sistema embebido?
Existen numerosas definiciones de sistemas embebidos, algunas son:Un sistema embebido es cualquier dispositivo que incluye un computador programable, pero en sí mismo no es un computador de propósito general.

* Un sistema embebido es un sistema electrónico que contiene un microprocesador o micro controlador; sin embargo, no pensamos en ellos como un computador.

Las personas usan el término sistema embebido para referirse a cualquier sistema de cómputoescondido en algún producto o dispositivo.

* Un sistema embebido es un sistema cuya función principal no es computacional, pero es controlado por un computador integrado. Este computador puede ser un micro controlador o un microprocesador. La palabra embebido implica que se encuentra dentro del sistema general, oculto a la vista, y forma parte de un todo de mayores dimensiones.

Un sistemaembebido posee hardware de computador junto con software embebido como uno de sus componentes más importantes. Es un sistema computacional dedicado para aplicaciones o productos. Puede ser un sistema independiente o parte de un sistema mayor, y dado que usualmente su software está embebido en ROM (Read Only Memory) no necesita memoria secundaria como un computador. Un sistema embebido tiene trescomponentes principales:

1. Hardware.

2. Un software primario o aplicación principal. Este software o aplicación lleva a cabo una tarea en particular, o en algunas ocasiones una serie de tareas.

3. Un sistema operativo que permite supervisar la(s) aplicación(es), además de proveer los mecanismos para la ejecución de procesos. En muchos sistemas embebidos es requerido que el sistemaoperativo posea características de tiempo real.

Es importante resaltar que el software que se ejecuta en un sistema embebido es diseñado bajo algunas restricciones importantes: (i) cantidades pequeñas de memoria, generalmente en el orden de los KB, (ii) capacidades limitadas de procesamiento, generalmente los procesadores poseen velocidades que no superan los Mhz, (iii) la necesidad de limitar elconsumo de energía en cualquier instante, bien sea en estado de ejecución o no.

En la Figura 1 se muestra la anatomía de un sistema embebido típico [5]. Este diagrama muestra la arquitectura de hardware a alto nivel de un punto de acceso inalámbrico. Algunos de los componentes de hardware vistos en el diagrama serán explicados en las próximas secciones; pero básicamente el sistema se centra en...