Le principali caratteristiche di un sistema embedded

Le principali caratteristiche di un sistema embedded

Alcuni fattori sono determinanti per un sistema embedded e, per questo motivo, ne rappresentano i principali vincoli e requisiti in termini commerciali, di hardware e software:

  1. Peso e dimensioni: caratteristica determinante, soprattutto per i dispositivi mobili, o che non verranno collocati in una postazione fissa;
  2. Volume: i volumi di produzione previsti per il sistema rappresentano un fattore rilevante, che dovrà essere considerato in fase di progetto;
  3. Costo: è un parametro fondamentale e di impatto per le scelte progettuali (strettamente connesso ai volumi di produzione);
  4. Consumo energetico: questo problema dovrebbe essere affrontato in fase di progetto, in particolar modo per quei sistemi che vengono alimentati da batterie;
  5. Dimensione del codice: per ragioni di costo e per ridurre l’area occupata, il software dei sistemi embedded risiede in un supporto di memoria permanente ed integrato sullo stesso chip del microprocessore. Questa caratteristica inciderà sulla dimensione del codice che, pertanto, dovrà essere quanto più contenuta possibile;
  6. Prestazioni: nel caso dei sistemi embedded quest’obiettivo è strettamente dipendente dall’applicazione. Ma tipicamente, i vincoli che devono essere soddisfatti sono: il tempo di reazione ad un evento e il tempo di gestione dell’evento, eseguendo il codice ad esso associato.

Le principali caratteristiche di un sistema embedded

Questi vincoli prestazionali dovranno trovare riscontro in una soluzione architetturale, nella quale bisognerà bilanciare anche il costo, adoperando soluzioni miste hardware/software che renderanno più complesso il processo di progettazione e sviluppo;

  1. Tempo reale: progettare il sistema in modo che esso possa operare entro parametri temporali ben definiti;
  2. Affidabilità: sarà possibile quantificare l’affidabilità del sistema (eventualmente fissando una soglia minima) solo dopo aver effettuato un’attenta e scrupolosa analisi dei potenziali rischi;
  3. Manutenibilità: probabilità che il sistema possa essere riparato o sostituito entro un certo intervallo di tempo;
  4. Disponibilità: probabilità che il sistema sia funzionante (dipende essenzialmente dall’affidabilità e dalla manutenibilità);
  5. Safety: misura la possibilità che, a fronte di un guasto, il sistema non provochi danni a cose o persone con cui interagisce. A seconda dell’amibito in cui viene applicata, si definiscono diversi livelli di safety;
  6. Sicurezza: capacità di resistenza del sistema contro gli utilizzi non autorizzati o non preventivati in fase di progetto;
  7. Time-to-market e flessibilità: nella progettazione di un sistema embedded bisogna valutare quando porre in prodotto sul mercato. Per questo motivo, per il progetto sarà necessario opzionare le metodologie e le tecnologie che consentano di giungere al prodotto entro breve tempo, così da poter cogliere al massimo tutte le opportunità di mercato;
  8. Interfacce di comunicazione: tipicamente, il costo di vendita di un dispositivo embedded è basso, pertanto, la scelta di interfacce di comunicazione diventa critica quando il loro costo incide in maniera significativa sul prezzo finale del prodotto.
  9. Interfacce utente: in alcuni casi, l’interfaccia utente dei sistemi embedded è costituita da pulsanti e LED, altre volte, invece, viene adoperata l’interfaccia utente di un sistema ospitante.

I 3 concetti fondamentali dei sistemi embedded

Le principali caratteristiche di un sistema embedded in informatica

Quando si vuole realizzare un sistema embedded bisogna scontrarsi con tre concetti fondamentali: l’architettura, le applicazioni e la metodologia di sviluppo.
Infatti, se è vero che nei sistemi informatici general purpose i tre aspetti citati possono essere sviscerati in maniera relativamente indipendente l’uno dall’altro, nei sistemi embedded essi sono strettamente interdipendenti.

Si ricorda, inoltre, che un sistema siffatto dovrà essere sviluppato per realizzare una specifica applicazione, la cui definizione determinerà un insieme di vincoli, requisiti funzionali e non funzionali del sistema.
Ad esempio, requisiti funzionali espressi per un sistema embedded potrebbero essere la capacità di elaborazione o di memorizzazione, le prestazioni (prestazione media e nel worst case, throughput, ecc.), il consumo di energia e di potenza,ecc.
Così come, requisiti non funzionali del sistema potrebbero essere limiti di budget (costi di fabbricazione, di progetto, di manutenzione dell’hardware e del software), limiti di tempo relativi alla fase di progettazione ed il numero di pezzi da produrre.

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