Sistema embebido: Qué es, características y componentes

Los sistemas embebidos se caracterizan por su capacidad de realizar funciones concretas, en lugar de ser dispositivos de propósito general.

Definición de sistema embebido

Un sistema embebido es un sistema diseñado para ejecutar tareas específicas dentro de un dispositivo más grande. Está configurado para desempeñar una función dedicada y no se utiliza como una computadora general.

Pongamos como ejemplo un cajero automático. Un sistema embebido en un cajero automático es creado para realizar transacciones bancarias, como retiros, depósitos, y consultas de saldo. Este sistema embebido no tiene la capacidad de, por ejemplo, navegar por Internet o ejecutar aplicaciones, sino que se dedica únicamente a procesar las operaciones bancarias de los usuarios.

El término "sistema embebido" proviene del hecho de que estos sistemas están desarrollados para estar incrustados o integrados en un sistema de mayor tamaño. Es decir, en lugar de ser sistemas independientes como una computadora tradicional de oficina, los sistemas embebidos están destinados a ejecutar ciertas tareas en el contexto de un sistema más amplio. Su nombre refleja su naturaleza de estar "embebidos" en el entorno en el que operan, formando parte integral de la funcionalidad global de ese dispositivo o sistema informático.

Características de los sistemas embebidos

• Realizan funciones específicas: Están diseñados para llevar a cabo tareas altamente especializadas.

• Funcionan prolongadamente: Están diseñados para operar de manera continua durante largos períodos de tiempo sin interrupciones. Esta facultad es esencial para muchas aplicaciones.

• Inician rápidamente: Tienen la capacidad para arrancar de manera rápida y estar listos para funcionar en un tiempo mínimo. La rapidez con la que un sistema embebido puede ponerse en marcha es vital en situaciones donde se necesita una respuesta inmediata.

• Son eficientes energéticamente: Están optimizados para consumir la menor cantidad de energía posible. Es importante sobre todo en aplicaciones que funcionan con baterías o fuentes de energía limitadas.

• Destacan por su confiabilidad: La fiabilidad es una característica clave de los sistemas embebidos, ya que se espera que funcionen sin fallos en entornos críticos (como los relacionados a la salud o la seguridad).

• Es limitado en recursos: Suelen contar con recursos limitados en términos de memoria, capacidad de procesamiento y almacenamiento.

Componentes de un sistema embebido

A grandes rasgos, un sistema embebido está compuesto por lo siguiente:

1. Microprocesador: Este componente actúa como el núcleo del sistema. Es un chip diseñado específicamente para tareas embebidas. Controla todas las operaciones, ejecuta instrucciones y gestiona los recursos del sistema de manera eficiente.

2. Memoria: Hay dos tipos de memoria en un sistema embebido. La memoria RAM (Random Access Memory) se utiliza para almacenar datos temporales y variables de trabajo. La memoria flash, por otro lado, almacena programas y datos permanentes, como el software del sistema y la configuración.

3. Periféricos: Son dispositivos adicionales conectados al sistema embebido, lo cuales permiten la interacción con el entorno. Abarcan elementos como sensores para recopilar datos del entorno, actuadores para realizar acciones físicas, y dispositivos de entrada/salida para interactuar con los usuarios.

4. Software: Es la parte inteligente del sistema. Comprende el conjunto de programas y algoritmos que definen las funciones específicas del sistema embebido. Este software dicta cómo el sistema responde y se comporta.

5. Fuente de poder: Proporciona la energía necesaria para que el sistema funcione correctamente. Puede ser una batería, un adaptador de corriente o cualquier otra fuente de energía diseñada para el sistema en particular.

6. Circuito de reloj: Es el responsable de sincronizar las operaciones del sistema. Define el ritmo al que el microprocesador ejecuta instrucciones y coordina el funcionamiento de todos los componentes para garantizar un rendimiento apropiado.