O que são Sistemas Embarcados?

Em 1945, John Von Neumann, criou um modelo de arquitetura para computadores que foi uma grande revolução para a ciência e tecnologia do século XX. Esta descoberta foi tão importante que ainda hoje todos processadores funcionam com base nesta ideia. Ela é constituída por três características principais: a existência de um programa armazenado;  uma unidade de processamento com funcionalidades particionadas; e um ciclo de busca-decodificação-execução (MORAIS, 2009, apud Yi; Lilja, 2006).

Morais (2009), afirma que o programa armazenado é responsável pelos detalhes e ações que serão tomadas pelo sistema, ele determinará essas ações de acordo com os valores de entrada, sendo por meio de interações com usuários, ou sinais digitais.

Ainda de acordo com Morais (2009), a segunda e mais importante característica, define a arquitetura física, como pode ser visto na Figura 1, que demonstra o modelo de arquitetura de Von Neumann. É composta por uma Unidade Lógica Aritmética (ULA), que irá processar as informações; uma memória que pode ser utilizada para armazenamento dos dados ou do programa; dispositivo de entrada e saída, que recebe e envia sinais responsáveis por interagir com o usuário e o ambiente externo; por fim uma unidade de controle que comanda o processamento da ULA, armazena informações na memória e é responsável também pelas atividades dos dispositivos de entrada e saída.

Figura 1 – Arquitetura de John Von Neumann

Fonte: Morais (2009) apud Stallings (2002)

A terceira característica é a forma de operação dos processadores, que possuem armazenado na memória, as instruções do programa, as quais serão executadas, sendo assim elas passam por uma busca e decodificação, por isso o nome ciclo de busca-decodificação-execução (MORAIS, 2009, apud YI; LILJA, 2006).

Os sistemas embarcados desenvolvidos nos dias de hoje se baseiam nos sistemas da década de 1980. Nesta época, eles eram constituídos por um conjunto de periféricos aos quais eram possível receber um conjunto de instruções através de um programa para realizar determinada tarefa. Era composto por um microcontrolador, uma memória e portas de entrada e saída analógica e digital. Diante da realidade vivida, foram criados arquiteturas de processadores essenciais para o funcionamento dos sistemas (MORAIS, 2009).

São conhecidos também como sistemas embutidos, diferentemente de um PC (Personal Computer – Computador Pessoal), que trabalha com diversas funções, processos, periféricos, os sistemas embarcados executam uma tarefa, ou um conjunto de instruções predefinidos, utilizando toda unidade de processamento. São especializados em funções específicas, quando um processo necessita de exclusividade (ROSÁRIO, 2010).