Sistemas embarcados

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Um breve resumo sobre Sistemas Embarcados (Embedded Systems) e um case de sucesso.

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Sistemas embarcados

  1. 1. Sistemas Embarcados Natan Pedroso Cardoso/Tatiane Moreira Oliveira natan.pedroso@gmail.com, thatiane.moreiraa@gmail.com Análise e Desenvolvimento de Sistemas – Faculdade Senac Porto Alegre Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brasil. Abstract. Unlike PCs, which can run different programs and switch between them, the embedded systems are independent systems tasked to perform only one task, such as microwaves, refrigerators, etc.. In this article we will discuss the main applications of embedded systems present in successful cases. Resumo. Diferente dos PCs, onde podemos executar diferentes programas e alternar entre eles, os sistemas embarcados são sistemas independentes encarregados de executar apenas uma tarefa, como por exemplo, microondas, geladeiras, etc. Neste presente artigo iremos abordar as principais aplicações de sistemas embarcados presente em casos de sucesso.
  2. 2. Introdução São considerados sistemas embarcados quando este é dedicado a uma única tarefa e interage continuamente com tudo a sua volta por meio de sensores e atuadores. Geralmente usados em aplicações que não exigem grandes capacidades computacionais, portanto, estes sistemas tendem a ser mais simples do que um computador convencional, e barato. Temos como base: ponto biométrico, MP4, microondas, computador de bordo, etc. Estes aparelhos citados são gerenciados por sistemas embarcados. A denominação Sistemas Embarcados do termo em inglês (Embedded Systems) vem do fato de que estes sejam projetados para serem independentes de uma fonte elétrica como tomadas ou geradores. Estes sistemas não podem ter sua funcionalidade alterada durante o uso. Caso queira-se modificar o propósito é necessário reprogramar todo o sistema. Hardware O que da a vida ao sistema embarcado é seu microcontrolador, que é o processador, a memória, e as interfaces de entrada e saída e isto se encontra dentro do mesmo chip. Graças aos sistemas embarcados que o Z80 (em suas inúmeras variações) é até hoje o processador mais produzido. Por ser um processador muito simples, de 8 bits, ele é incrivelmente barato e possui um baixíssimo consumo elétrico. Não seria possível incluir um Core Duo ou um Athlon X2 em um controle remoto, por exemplo, mas um Z80 cumpre bem a função. Outro processador muito usado é o Motorola 68000, o mesmo chip de 32 bits utilizado nos primeiros Macintoshs, não exatamente do mesmo chip introduzido em 1979, mas sim de versões "modernizadas" dele, que conservam o mesmo design básico, mas são produzidas usando tecnologia atual e operam a freqüências mais altas. Para dispositivos que exigem mais processamento, temos as diversas famílias de processadores ARM, chips RISC de 32 bits, produzidos por diversos fabricantes, que vão da Samsung à Intel. Embora possuam um design bastante simples, se comparados aos processadores x86, os chips ARM conservam um bom desempenho. Um Treo 650, por exemplo, é baseado num Intel Xscale de 312 MHz e consegue exibir vídeos em Divx com resolução de 320x240 sem falhas, tarefa que mesmo um Pentium II 266 tem dificuldades para realizar. Usando um processador ARM e pelo menos 4 MB de memória, seu sistema embarcado pode rodar Linux, o que abre grandes possibilidades em termos de
  3. 3. softwares e ferramentas de desenvolvimento. Adicionando um pouco mais de memória, é possível rodar o Windows Mobile ou o Symbian. Microcontrolador Sigmatel STMP3510 que desempenha sozinho todas as funções de um aparelho, incluindo controladores para as diversas funções disponíveis e até mesmo uma pequena quantidade de memória RAM: Figura 1. Microcontrolador Sigmatel STMP3510 Linguagens de programação As linguagens de modelagem de alto nível ajudam a modelar sistemas complexos, bem como, seus requisitos funcionais e não funcionais. Sistemas embarcados são complexos e se diferem dos sistemas tradicionais principalmente por seus requisitos não funcionais, tais como: consumo energético, potência dissipada, além dos aspectos temporais exigidos em várias aplicações, etc. · Linguagens de alto nível: Java, C#, Visual Basic, PHP, Python, Ruby, etc · Linguagens de baixo nível: Assembly, C, C++
  4. 4. Casos de sucesso NXP Semiconductors NV (NASDAQ: NXPI), empresa Holandesa atuando com os mais diversos tipos de sistema embarcados como: Standard Products, Portable & Computing, Automotive, Infrastructure & Industrial e Identification. Controle de motor à gasolina Figura 2. Blockdiagram do Controle de motor à gasolina · Ampla gama de dispositivos MOSFET robustos com compactos e termicamente maior perda de pacotes gratuitos (LFPAK) permitir estratégias de controle de injeção de combustível precisos
  5. 5. · Detecção precisa e sem contato com um amplo portfólio de sensores magneto (MR) com desempenho jitter best-in-class tolerar grandes ar-lacunas e permitem o controle otimizado · Portfólio completo de dispositivos de rede e SBC em veículos permitir a comunicação rápida e confiável entre o motor, rodas e caixa de velocidades e que cobrem todos os principais padrões de rede automotiva · Extenso portfólio de componentes discretos com pacotes inovadores e maior eficiência de energia · Soluções lógicas de baixa potência em pequenos pacotes para aplicações automotivas Os sistemas modernos de gestão de processar o motor possuíram vários parâmetros de entrada fornecidos pelos sensores precisos e confiáveis e controlar uma variedade de diferentes atuadores por meio de dispositivos de energia como a entrada de ar e injeção de combustível para cada combustão curso para atender aos requisitos de eficiência e regulamentos de emissão rigorosos. NXPs tecnologia e os avanços de produtos estão aumentando a eficiência total do veículo e ajudando a reduzir o consumo de combustível, emissões de CO2 e custos. Condução diversas cargas As correntes de carga necessária em um sistema de controle do motor passa de vários mA para a condução de LEDs exibe o status e modo de operação no painel de instrumentos até mais de 20 A para a condução de injetores para sistemas de injeção direta. Comunicação no veículo Transceptores independentes para todos os protocolos de rede para sistemas de gerenciamento de motor, como pode e FlexRay com funcionalidades avançadas, tais como a gestão de falhas e economia de energia, produtos altamente integrados no veículo de redes como chip de base do sistema (SBC) famílias. Os SBCs combinar um ou vários transceptores de ônibus, reguladores de tensão, pinos de I / O ea opção de um cão de guarda em um único IC. A combinação dessas funções integradas oferece controle avançado modo de baixo consumo de energia e comportamento fail-safe inteligente. Os sensores magneto e Temperatura
  6. 6. Sistemas de sensores magnetoresistivos NXP (MR) angulares da família KMA, ideais para uma variedade de aplicações de controlo do motor para medir a posição do acelerador, EGR e várias abas do ar de admissão e de escape. Além disso, os sensores de velocidade de rotação baseados MR são amplamente utilizados para medir a velocidade da roda e soluções personalizadas. Estes dispositivos MR fornecer um sinal de saída praticamente independente das tolerâncias ímã, coeficientes de temperatura ímã, a distância do sensor ímã e tolerâncias de posicionamento, garantindo confiabilidade e simplificar o seu processo de fabricação. I / O de proteção Dispositivos de proteção contra descargas eletromagnéticas fora da família PESD, projetado especificamente para proteger as redes automotivas. De série MMBZ, única linha bidirecional ou dual-linha unidirecional proteção contra sobtensão transitória em um pacote pequeno SOT23. Proteção contra surtos de até 600W é assegurada pelo supressor (TVS) família de produtos de voltagem. Baixa ôhmica dispositivos MOSFET em tecnologia avançada TrenchMOS permitir soluções de proteção de polaridade reversa robustos. Referências [1] NXP Semiconductors N.V. (NASDAQ: NXPI) - http://www.nxp.com [2] Hardware, o Guia Definitivo - http://www.hardware.com.br [3] www.embarcados.com.br [4] selivre.wordpress.com
  7. 7. Sistemas de sensores magnetoresistivos NXP (MR) angulares da família KMA, ideais para uma variedade de aplicações de controlo do motor para medir a posição do acelerador, EGR e várias abas do ar de admissão e de escape. Além disso, os sensores de velocidade de rotação baseados MR são amplamente utilizados para medir a velocidade da roda e soluções personalizadas. Estes dispositivos MR fornecer um sinal de saída praticamente independente das tolerâncias ímã, coeficientes de temperatura ímã, a distância do sensor ímã e tolerâncias de posicionamento, garantindo confiabilidade e simplificar o seu processo de fabricação. I / O de proteção Dispositivos de proteção contra descargas eletromagnéticas fora da família PESD, projetado especificamente para proteger as redes automotivas. De série MMBZ, única linha bidirecional ou dual-linha unidirecional proteção contra sobtensão transitória em um pacote pequeno SOT23. Proteção contra surtos de até 600W é assegurada pelo supressor (TVS) família de produtos de voltagem. Baixa ôhmica dispositivos MOSFET em tecnologia avançada TrenchMOS permitir soluções de proteção de polaridade reversa robustos. Referências [1] NXP Semiconductors N.V. (NASDAQ: NXPI) - http://www.nxp.com [2] Hardware, o Guia Definitivo - http://www.hardware.com.br [3] www.embarcados.com.br [4] selivre.wordpress.com

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