Definizione e caratteristiche di un Sistema embedded in informatica

Un dispositivo embedded (o dedicato) ha una natura invisibile agli occhi dell’utente, poichè è incapsulato all’interno di un sistema progettato per una specifica applicazione e supportato da una piattaforma hardware e software ad hoc.
La loro presenza massiva sul mercato, in grande varietà è indice dell’impegno sempre più concreto delle organizzazioni verso gli specifici obiettivi del consumatore e la naturale spinta verso l’innovazione tecnologica.

In contrapposizione ad un sistema general purpose, che ammette tipicamente una forte alterabilità da parte dell’utente, un sistema embedded limita normalmente le possibilità di ingerenza alla sola modifica della configurazione.
Spesso, la specifica d’uso di un sistema embedded influisce anche sulle specifiche progettuali dell’hardware.
La scelta di realizzare un sistema embedded, piuttosto che adattare un insieme di componenti hardware e software commerciali, ricade nella classica problematica del Make or Buy.
I sistemi embedded vedono la loro collocazione soprattutto in alcuni importanti settori applicativi, il cui utilizzo assorbe circa la metà del costo complessivo.

Un sistema embedded è assimilabile ad un generico sistema di calcolo, poichè la sua archiettura è costituita da una sezione di elaborazione, di comunicazione e di memorizzazione.
L’unità di elaborazione rende il sistema capace di elaborare i segnali provenienti dal mondo esterno; quella di comunicazione consente il trasferimento dei segnali (cioè l’informazione) da e verso il mondo esterno ed all’interno del sistema embedded stesso. L’unità di memoria fornisce al sistema la capacità di custodire nel tempo l’informazione.
Naturalmente, per ogni applicazione realizzata da un sistema embedded dovranno essere soddisfatte specifiche esigenze per la capacità di elaborazione, comunicazione e memorizzazione.
Si pensi ad una funzionalità ed a come essa possa essere ottimizzata in maniera differente a seconda dell’applicazione a cui è destinata.
Dunque, ciò che rende un sistema embedded diverso rispetto ad altri è l’insieme dei requisiti operativi, che ne fanno un caso peculiare, per il quale è necessario definire una particolare metodologia di progetto.

Oltre ad essi, un sistema embedded è vincolato anche da fattori di varia natura: vincoli non direttamente tecnologici, come il costo del prodotto ed il tempo di realizzazione.
Ci si renderà facilmente conto di quanto un numero così elevato di vincoli e requisiti dipendano dalla necessità di adottare architetture miste hardware e software, al fine di trovare il miglior compromesso tra prestazioni, costo e tempo di sviluppo e, nel contempo, il ricorso a metodologie di progetto ben strutturate.

D’altra parte, sappiamo che un normale elaboratore è realizzato con lo scopo principale di renderlo versatile, in maniera che possa adattarsi alla enorme varietà di ambiti applicativi cui è destinato.
Tale caratteristica sarà ottenuta dotando le architetture hardware di risorse sovrabbondanti rispetto alle singole applicazioni, ma in linea con i vincoli di costo.
Pertanto, i prodotti general purpose seguono standard e architetture di riferimento.
Al contrario, ad un sistema dedicato a una specifica applicazione (oppure ad una classe specifica di applicazioni) non viene certamente richiesto il requisito di versatilità, poichè è una macchina dedicata allo svolgimento di una classe molto ristretta di compiti. Nonostante ciò, grazie alla specificità dell’applicazione cui è rivolto, il sistema embedded potrà essere progettato in modo da ottimizzare78 determinati vincoli di costo e di prestazioni.
Questa caratteristica rende arduo standardizzare l’architettura di un sistema dedicato, giacché, anche a parità di requisiti funzionali, i vincoli relativi alla specifica applicazione portano a scelte progettuali radicalmente diverse.
Si noti, infatti, che vincoli temporali troppo stringenti alla realizzazione del sistema fanno sì che si protenda verso soluzioni prevalentemente software, così come limiti sulla dimensione e sui costi possono far protendere verso lo sviluppo di hardware dedicato.