Tecnologia

Robótica embebida
Sistemas embebidos

Facultad de Ingeniería
Instituto de Computación

Temas




Sistemas Embebidos
Microcontroladores
System on a Chip
●



Single Board Computers

Sistemas Operativos

Sistemas Embebidos

¿Qué es un Sistema
Embebido?




Un sistema embebido (S.E) es un
sistema computador destinado a una
aplicación en particular.
Lossistemas computadores de
propósito general tienen muchas
aplicaciones, según el software que se
instale.

Características
Es una combinación de hardware,
software y posibles elementos
mecánicos.
 Específicos para una tarea por lo
que son optimizados para la
misma.


Firmware


Rutinas de software almacenadas en
memoria no volátil (Flash, ROM, EEPROM,
etc).
●





Muchasveces específicas para ese hardware

Software que se encuentra inmerso en el
dispositivo de hardware a controlar.
Es software muy acoplado con un
hardware particular.

Características de los
sistemas embebidos






Interactúan con el entorno
 Directamente sensando y controlando
señales.
 Comunicándose con otros dispositivos.
Interacción con restricciones de tiempo
real.Bajo consumo.

Los S.E en nuestras vidas


Electrodomésticos, periféricos para
computadora, control industrial,
teléfonos celulares, GPS, routers, mp3,
máquinas de fotos, consolas de
videojuegos, equipos para medicina,
canaleras para TV, DVD, autos, entre
otros.

Mayores exigencias
Calidad
Confiabilidad

Seguridad (safety)

Disponibilidad

Mayores exigencias


Confiabilidad: C(t), probabilidad que un
sistema cumpla sus requerimientos
hasta un tiempo t cuando opera bajo
sus condiciones establecidas de
funcionamiento.
Disponibilidad: D(t), probabilidad que el
sistema esté operando correctamente
en el instante t de tiempo.

Mayores exigencias


Seguridad (safety): S(t) es la
probabilidad que condiciones que
pueden derivar en una situaciónadversa, no ocurran,
independientemente de si el sistema
cumple o no con su misión.
Especialmente nos referimos a daños a
propiedad, medio ambiente e incluso,
vidas humanas.

Mayores exigencias
¿Que atributo de calidad considera
más importante para un sistema
que controla el acceso a un centro
de cómputos?

Hay que probar más





Aeroespacio: Mariners 1, 3, 8, Ariane 5(1996).
Sobredosis radiológicas en Panamá.
Durante el 2006, el 60% de los
automóviles de una marca de lujo
alemana volvieron a taller por fallas en
el software.

El hardware también falla






Aún bajo implementaciones “perfectas” de
software/firmware los sistemas embebidos se
encuentran inmersos en un ambiente externo, el
cual puede afectar el correcto funcionamiento
Esteambiente produce defectos transitorios en
el dispositivo debido principalmente a:
●
Interferencia electromagnética (EMI)
●
Rayos cósmicos
●
Temperatura alta
Su naturaleza transitoria hacen muy difícil de
detectar/reproducir/corregir

Protección ante fallas




Watch Dog Timer
●
Es utilizado para prevenir caídas del
software.
●
En entornos con ruido eléctrico, puede ocurrirque el Program Counter del CPU se vea
afectado y éste comience a ejecutar en un
lugar indeterminado.
●
El circuito WDT se encarga de resetear el CPU
si el registro WD se desborda.
Línea de reset externa

Entrada/Salida (E/S)






Debido a su característica los sistemas
embebidos deben interactuar con el
ambiente que los rodea.
Sensando señales del ambiente o
actuando sobre elmismo.
Hay dos maneras de manejar la E/S:
●
●

Digital
Analógica

E/S Digital







Se intercambian “unos” y “ceros”.
Esos valores corresponden a voltajes de
referencia.
Utilizado para implementar protocolos
de comunicación.
Útil para controlar algunos dispositivos
electrónicos:
●
●

Prender un led.
Leer estado de un botón.

E/S Analógica






...