La computación ha traído grandes avances para la realización y automatización de tareas de la vida cotidiana. Además, gracias al poder de procesamiento de las computadoras se ha logrado que sea muy efectivo con respecto a múltiples procesos de diferentes tipos, por ejemplo: cálculos matemáticos, edición de archivos, multimedia y hasta la misma programación.
Sin embargo, existen muchos dispositivos con una menor capacidad de espacio y que realiza solo una tarea en específico, por lo que incorporar una computadora convencional es prácticamente desaprovechar uno de los principales objetivos de la computación, la Optimización. Por lo tanto, gracias a los ingenieros Jack S. Kilby y Robert Noyce, dieron fin a la segunda generación de las computadoras con la invención del microchip, llamada la era de los procesadores empotrados de propósito específico.
Definición – Sistema empotrado
Es un sistema informático de uso específico que es una combinación de hardware y software diseñado para efectuar una o varias funcionalidades determinadas. Además, contiene un microcontrolador que se encarga de controlar y procesar las tareas del dispositivo que controla. Algunos ejemplos pueden ser tarjetas navideñas de 4 bits hasta gestores
Sin embargo, con el avance de la tecnología, surgen nuevas necesidades y, por lo tanto, se les da la capacidad de ser configurados por el usuario final. Es decir, que puede darle diferentes funcionalidades siempre y cuando siga con la disposición del mismo, pero, no se podrá modificar su interior.
Algunas características de los Sistemas Empotrados son:
-
Confiables.
-
Seguridad informática.
-
Eficiencia.
-
Dedicados a ciertas aplicaciones.
-
Interfaces de usuario dedicadas.
-
De bajo costo.
-
Bajo consumo de energía.
-
Robustez y tolerancia a fallos.
-
Eficiente y eficaz en procesos en tiempo real.
-
Tamaños más reducidos.
System-on-Chip (SoC)
Como podemos ver en la definición anterior de sistemas empotrados dedicados a funcionalidades específicas o básicas y conforme evoluciona la tecnología surgen nuevos dispositivos con la necesidad de procesar varias tareas específicas.
Los SoC son un conjunto de estos microcontroladores que conforman dispositivos con una gran capacidad de procesamiento como los son las actuales consolas de videojuegos, las cuales son similares a computadoras, que realizan tareas simultaneas. Además, poseen varias memorias externas que mejoran considerablemente su eficiencia.
La idea de integrar varios microcontroladores dentro de un solo chip fue muy importante para la creación de dispositivos que funcionan independientemente de una computadora común. Esto dio paso a que se creara un nuevo sistema que era prácticamente la extensión de los SoC, llamada Sistema en un módulo. Este último, es considerado una computadora casi completa porque posee dispositivos internos como memoria RAM, controladores de E/S y otros que son indispensables; los cuales están integrados en una sola placa. Un ejemplo de SoM es el Raspberry, como se presenta a continuación en la siguiente imagen:
Aplicaciones
Los Sistemas Empotrados han dado paso a nuevas tecnologías en diferentes áreas del mundo, dando un mayor manejo de nuevas labores y aportando al conocimiento del ser humano. Muchos de los dispositivos que usamos diariamente están basados en estos dispositivos, como lo son: relojes digitales, parlantes, impresoras, routers y hasta máquinas de fábricas, equipo médico y muchos de los electrodomésticos.
Además, de todos los aportes que han dado, se combina con el acceso a través de una red de comunicación y tener control de acceso remoto, esto es conocido como El Internet de las Cosas (IoT).
Los campos en los que se desarrollan estos sistemas son:
-
Industria militar y aeroespacial.
-
Automoción.
-
Tecnología médica.
-
Comunicaciones.
-
Electrodomésticos y electrónica de consumo.
-
Automatismo industriales y procesos de control.
-
Logística.
-
Agricultura.
-
Infraestructuras.
-
Seguridad.
Referencias
Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electónica y de Control. (2011). Obtenido de http://www.ieec.uned.es/investigacion/Dipseil/PAC/archivos/Informacion_de_referencia_ISE5_3_1.pdf
Guillén, I. V. (s.f.). Exaforo. Obtenido de https://www.exabyteinformatica.com/uoc/Informatica/Sistemas_empotrados/Sistemas_empotrados_(Modulo_1).pdf