Os sistemas embebidos são o tipo de sistemas informáticos concebidos para desempenhar funções específicas. Estas funções podem variar de tarefas simples a complexas, dependendo da aplicação específica. Estes sistemas são normalmente compostos por componentes de hardware e de software. A arquitectura dos sistemas incorporados é composta por diferentes componentes que trabalham em conjunto para executar as funções pretendidas. Este artigo analisa a composição da arquitectura dos sistemas incorporados e os diferentes aspectos que os compõem.
Características de um sistema de sistemas
Um sistema de sistemas é um conjunto de sistemas individuais que trabalham em conjunto para atingir um objectivo comum. Cada um dos sistemas individuais de um sistema de sistemas pode funcionar de forma independente para realizar a tarefa que lhe foi atribuída, mas estão profundamente interligados e dependentes uns dos outros para atingir o objectivo global. Algumas das características de um sistema de sistemas incluem a complexidade, a heterogeneidade e a autonomia.
Bloco monolítico Um bloco monolítico é um componente essencial de uma arquitectura em sistemas incorporados. Refere-se a uma aplicação de software que é autónoma e funciona como um processo único. Isto significa que todas as funções do software estão integradas num único ficheiro executável. Os blocos monolíticos são normalmente grandes e complexos e podem ser difíceis de modificar ou actualizar.
Sistemas de motores
Os sistemas de motores são uma parte vital da arquitectura dos sistemas incorporados. São responsáveis pela execução das aplicações de software. Num sistema incorporado, os sistemas de motores podem ser classificados como hardware ou software. Os motores de hardware referem-se aos componentes físicos, como o processador e a memória, enquanto os motores de software se referem aos componentes de software responsáveis pela execução do código.
Tipos de motores
Existem diferentes tipos de motores nos sistemas incorporados. Estes incluem microcontroladores, processadores de sinais digitais (DSPs) e matrizes de portas programáveis em campo (FPGAs). Os microcontroladores são dispositivos pequenos e de baixo consumo de energia, ideais para aplicações simples. Os DSPs são processadores especializados concebidos para lidar com tarefas de processamento de sinais digitais, como o processamento de áudio e vídeo. Os FPGAs são dispositivos lógicos programáveis que podem ser configurados para executar tarefas específicas.
Sistema operativo monolítico Um sistema operativo monolítico é um sistema operativo composto por um único ficheiro executável. Todas as funções do sistema operativo estão integradas numa única imagem binária. A característica que define um sistema operativo monolítico é o facto de ser executado como um único processo na memória. Isto torna-o mais rápido e mais eficiente do que outros tipos de sistemas operativos.
Em conclusão, a arquitectura dos sistemas incorporados é composta por diferentes componentes que trabalham em conjunto para executar as funções desejadas. Estes componentes incluem blocos monolíticos, sistemas de motores e sistemas operativos. Compreender os diferentes tipos de motores, como microcontroladores, DSPs e FPGAs, é essencial para conceber uma arquitectura eficaz para um sistema incorporado. É também importante considerar as características de um sistema de sistemas, como a complexidade e a heterogeneidade, ao conceber uma arquitectura para um sistema incorporado.
Um sistema monolítico é um sistema embarcado onde todos os componentes e módulos são fortemente integrados e executados como um único programa executável. As vantagens de um sistema monolítico são o facto de ser normalmente mais rápido e mais eficiente do que um sistema modular, uma vez que não há sobrecarga associada à comunicação entre módulos. É também mais fácil de conceber, testar e depurar, uma vez que todo o código se encontra num único local. No entanto, as desvantagens de um sistema monolítico são o facto de ser menos flexível e escalável do que um sistema modular, e as alterações numa parte do sistema podem afectar todo o sistema. Além disso, pode ser mais difícil de manter e actualizar, uma vez que todo o código está num único local.
O artigo “Understanding the Composition of Architecture in Embedded Systems” não está directamente relacionado com a questão de saber que máquinas utilizam um motor de combustão. No entanto, as máquinas que normalmente usam um motor de combustão incluem carros, camiões, barcos, aviões, geradores e cortadores de relva, entre outros.
O artigo não fornece informações sobre a arquitectura mais utilizada actualmente para sistemas incorporados. No entanto, aborda diferentes tipos de arquitecturas habitualmente utilizadas em sistemas incorporados, como a arquitectura Harvard, a arquitectura von Neumann e a arquitectura Harvard modificada.