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Dieser Artikel oder nachfolgende Abschnitt ist nicht hinreichend mit Belegen beispielsweise Einzelnachweisen ausgestattet Angaben ohne ausreichenden Beleg konnten demnachst entfernt werden Bitte hilf Wikipedia indem du die Angaben recherchierst und gute Belege einfugst Ein eingebettetes System auch englisch embedded system ist ein Computer der in einen technischen Kontext eingebunden eingebettet ist Dabei ubernimmt der Rechner entweder Uberwachungs Steuerungs oder Regelfunktionen oder ist fur eine Form der Daten bzw Signalverarbeitung zustandig beispielsweise beim Ver bzw Entschlusseln Codieren bzw Decodieren oder Filtern Eingebettetes System auf einer Einsteckkarte mit Prozessor Speicher Stromversorgung und externen SchnittstellenEingebettete Systeme verrichten weitestgehend unsichtbar fur den Benutzer ihren Dienst in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen und Geraten beispielsweise in Geraten der Medizintechnik Waschmaschinen Flugzeugen Kraftfahrzeugen Kuhlschranken Fernsehern DVD Playern Set Top Boxen Routern Mobiltelefonen oder allgemein in Geraten der Unterhaltungselektronik Im Fall von komplexen Gesamtsystemen handelt es sich dabei meist um eine Vernetzung einer Vielzahl von ansonsten autonomen eingebetteten Systemen so im Fahrzeug oder Flugzeug Oft werden eingebettete Systeme speziell an eine Aufgabe angepasst Aus Kostengrunden wird eine optimierte gemischte Hardware Software Implementierung gewahlt Dabei vereint eine solche Konstruktion die grosse Flexibilitat von Software mit der Leistungsfahigkeit der Hardware Die Software dient dabei sowohl zur Steuerung des Systems selbst als auch zur Interaktion des Systems mit der Aussenwelt uber definierte Schnittstellen oder Protokolle z B LIN Bus CAN Bus ZigBee fur drahtlose Kommunikation oder IP uber Ethernet Inhaltsverzeichnis 1 Charakterisierung 2 Firmwarekomponenten 3 Plattformen 4 Betriebssystem 5 Entwicklungsumgebung Programmierung Werkzeuge 6 Softwareentwicklung 7 Debugging Fehlersuche 8 Struktur der Systemumgebung welche das eingebettete System aufnimmt 8 1 Softwarekonzepte zur Berucksichtigung der Erfordernisse die sich aus der Struktur der Systemumgebung ergeben 8 1 1 Zeitgesteuertes versus ereignisgesteuertes Design fur Embedded Software 8 1 1 1 Regelschleife 8 1 1 2 Reaktiver Ansatz 9 Systemstart 10 Kommunikation des Systemtechnikers mit dem eingebetteten System im Betrieb 11 Entwurf eingebetteter Systeme 11 1 Aspekte bei Entwurfsentscheidungen zu eingebetteten Systemen 11 2 Anwenderseitige Entwurfsprobleme bei eingebetteten Systemen 12 Geschichte 13 Siehe auch 13 1 Architekturen 13 2 Begriffe und Konzepte 14 Literatur 15 Weblinks 16 EinzelnachweiseCharakterisierung BearbeitenEingebettete Systeme konnen in Einzelfallen auf ahnlicher Hardware wie Arbeitsplatzcomputer basieren Embedded PCs Typischerweise unterliegen sie jedoch stark einschrankenden Randbedingungen minimale Kosten geringer Platz Energie und Speicherverbrauch Einzelne Komponenten wie Prozessor und Arbeitsspeicher basieren oft auf Weiterentwicklungen alterer Komponenten was die langfristige Einsetzbarkeit und Ersatzteilbeschaffung erleichtert Moderne eingebettete Systeme basieren haufig auf Prozessorplattformen die mit der PC Welt wenig gemeinsam haben aber in Bezug auf die Peripheriemodule hochintegriert sind und durch moderne Stromspartechniken deutlich weniger Energie verbrauchen Bei vielen Anwendungen kann die Verwendung einer alteren Prozessorarchitektur dazu beitragen Kosten zu senken So sind die Architekturen der MCS 51 Microchip 8Bit PIC oder Z80 Serie trotz ihres Alters und bekannter Schwachen immer noch eine sehr beliebte Basis fur eingebettete Systeme Die Wiederverwendung von Programmcodes und Toolchains sowie die Scheu vor vollstandigen Redesigns ohne Not sind hierbei neben den reinen Materialkosten ebenfalls nicht zu unterschatzende Randfaktoren In einem eingebetteten System muss die Software oft Echtzeitanforderungen genugen In der Regel existieren verglichen mit PC Hardware nur stark reduzierte Ressourcen zumeist ohne Festplatte haufig ohne Betriebssystem Tastatur oder Bildschirm Ein ROM oder Flash Chip ersetzt mechanische Speicherkomponenten wie eine Festplatte stromsparende Prozessoren kommen ohne Lufter aus denn bewegliche Teile bedeuten Verschleiss und Fehleranfalligkeit Wenn uberhaupt dann gibt es meistens nur ein Tastenfeld und die Ausgabe wird soweit vorgesehen durch ein LCD realisiert Die Software auf einem solchen Gerat wird Firmware genannt Sie befindet sich gewohnlich auf einem ROM immer haufiger jedoch auf Flash Speicher Im Falle eines Flash Speichers besteht die Moglichkeit eines Firmware Updates ohne dass der Chip ausgewechselt werden muss Ist nur ein ROM vorhanden muss zumeist der gesamte Chip ausgewechselt werden manchmal auch die gesamte Schaltung Firmwarekomponenten BearbeitenIm Wesentlichen besteht die Firmware aus drei Komponenten Bootloader Sorgt fur das Laden des Betriebssystems und der Applikationssoftware Weiter bietet dieser die Moglichkeit Betriebssystem und Applikationssoftware im Flash Speicher zu aktualisieren Dies kann entweder uber eine serielle Schnittstelle RS232 oder uber Ethernet und IP erfolgen Bekannte Bootloader fur eingebettete Systeme sind RedBoot oder U Boot Betriebssystem Dieser Softwareteil sorgt u a fur das Multitasking Speicher und Dateiverwaltung z B JFFS2 sowie fur IP Dienste wie TFTP HTTP SNMP und Telnet Applikationssoftware Dieser Teil enthalt die anwendungsspezifische Software Diese wird auch als Anwendungssoftware bezeichnet Bei kleinen eingebetteten Systemen konnen die drei Softwareteile zusammengefasst sein Plattformen BearbeitenEingebettete Systeme werden mittels vieler verschiedener CPU Architekturen 8051 Arm AVR TI MSP430 MIPS PowerPC 68000 Coldfire Intel x86 68HC12 C167 Renesas M16C H8S und diverser anderer 8 16 32 Bit CPUs realisiert Eine Untergruppe der Architekturen sind die Prozessorfamilien beispielsweise 8051 AVR PIC16 ARM7 PowerPC 5xx MIPS 4k AMD AU1000 Intel Pentium M bei denen verschiedene Varianten mit denselben Entwicklungswerkzeugen und Debugtools betrieben werden konnen Unterschiede innerhalb einer Prozessorfamilie bestehen bei der Geschwindigkeit und vor allem der Ausstattung mit Speicher und Peripheriebausteinen Eine besonders flexible Plattform sind hochintegrierte FPGA Bausteine mit denen zum einen unterschiedliche CPU Architekturen nachgebildet werden konnen beispielsweise 68000 und PowerPC 405 auf einem Chip und zum anderen auch gut parallele Rechenleistung ohne Prozessor nur mittels dedizierter Logik zur Verfugung gestellt werden kann In realen Anwendungen werden oft beide Ansatze in einem FPGA als SoC integriert Zum Einsatz kommen hierbei als Prozessor sowohl fest verdrahtete Hardmakros wie die PowerPC Kerne in verschiedenen Xilinx Virtex FPGAs als auch flexibel konfigurierbare Softcore Prozessoren wie Alteras Nios II Xilinx MicroBlaze der Mico32 von Lattice oder auch IP Cores eines Mikrocontrollers wie PIC oder 8051 Betriebssystem Bearbeiten nbsp Embedded PC Simatic Microbox PC 427B von Siemens auf dem das Betriebssystem Windows XP Embedded installiert istBei kleinen Systemen kommt haufig kein Betriebssystem zum Einsatz Wenn in eingebetteten Systemen ein Betriebssystem eingesetzt wird handelt es sich meistens um darauf spezialisierte Betriebssysteme Beispiele QNX VxWorks Nucleus OSEK OS 9 RTEMS ECOS Auch spezielle sogenannte eingebettete Versionen von Standardbetriebssystemen wie Linux siehe Embedded Linux NetBSD oder Windows 3 x CE XP Embedded Automotive oder Windows Embedded POSReady 2009 POSReady 7 kommen inzwischen zum Einsatz Oftmals haben Anwendungen weiche oder gar harte Echtzeitanforderungen wie unten naher beschrieben ist Hierfur mussen spezielle Echtzeitbetriebssysteme oder Betriebssysteme mit entsprechend angepassten Kernen verwendet werden 1 Siehe auch Liste Betriebssysteme fur eingebettete SystemeEntwicklungsumgebung Programmierung Werkzeuge BearbeitenDie Software zur Programmentwicklung also Compiler Assembler und Debugger wobei beim Debugging regelmassig auch Hardware eingesetzt werden muss wird in der Regel von verschiedenen Herstellern angeboten Halbleiterhersteller die am Absatz ihrer Prozessoren und Controller interessiert sind und Softwarefirmen die sich auf solche Programme spezialisiert haben Die Software fur Embedded Systeme die Firmware wird in der Regel uber einen Crosscompiler erzeugt Dieser Compiler lauft auf dem Entwicklungssystem PC Architektur also normalerweise einer anderen Architektur als der des Zielsystems Viele Crosscompiler sind nicht auf einen bestimmten Prozessor begrenzt sondern konnen Maschinencode fur eine ganze Prozessorfamilie erzeugen wie ARM7 PowerPC 8xx Manche Hersteller bieten auch System Design Kits an die eine Prototypenplatine mit dem entsprechenden Prozessor zusammen mit einem Satz Software Development Kit und Dokumentation zu Hard und Software enthalten In zunehmendem Masse erfolgt die Softwareentwicklung fur eingebettete Systeme mit Hilfe modellbasierter Entwicklung bei der graphische Modelle des Verhaltens spezifiziert werden welche dann mittels Codegenerierung in C Code uberfuhrt werden Bevorzugte Programmiersprache ist im Allgemeinen C oder C aber auch fur Java gibt es Ansatze wie OSGi Assemblersprache wird dann eingesetzt wenn zeitkritische oder Geratetreiber Funktionen vor allem in Interrupts programmiert werden oder wenn das Betriebssystem selbst an eine neue Umgebung bzw CPU angepasst werden muss Oberhalb des Betriebssystems ist Assembler eher eine Randerscheinung in Systemen ohne Betriebssystem und vor allem bei massiven Speicherrestriktionen kommt Assembler jedoch haufiger zur Anwendung In sicherheitskritischen Anwendungen wie bei Flugsteuerungsrechnern werden in eingebetteten Systemen auch eher exotische Sprachen wie Ada eingesetzt man muss hier allerdings differenzieren zwischen den zeitkritischen und den sicherheitskritischen Anwendungsebenen fur die ggf innerhalb des Systems unterschiedliche Anwendungen und Programmiersprachen verantwortlich sein konnen Nicht nur in der Automobilindustrie findet haufig die sogenannte modellbasierte Entwicklung mit MATLAB Simulink oder ASCET Anwendung Aus den Modellen wird automatisch C Code generiert der wiederum fur den entsprechenden Zielprozessor kompiliert wird Das Testen von Software fur eingebettete Systeme findet oft in fruhen Entwicklungsphasen auf dem PC statt Dafur muss haufig die Umgebung der Anwendung mit der das eingebettete System kommuniziert simuliert werden Diese Simulation heisst dann MiL Model in the Loop oder SiL Software in the Loop Wenn die Software auf der Zielhardware implementiert ist spricht man dagegen von HiL Hardware in the Loop der Zugriff auf die Testhardware vom PC aus erfolgt dabei in der Regel uber einen Hardware Emulator Softwareentwicklung Bearbeiten Hauptartikel Embedded Software Engineering Die Softwareentwicklung fur eingebettete Systeme unterscheidet sich grundsatzlich von der fur Desktop oder PC Systeme da hierbei der Fokus auf den Moglichkeiten der Ein Ausgabe liegt Die Funktionen dafur sind hardwareabhangig und fur jedes System neu zu entwickeln Debugging Fehlersuche BearbeitenDebugging umfasst Fehlerbeseitigung sowohl in der Software als auch in dem integrierten System Fur Software Testing kann ein In Circuit Emulator ICE verwendet werden eine Kombination aus Programm und Hardware die es erlaubt die Software im System also auf der Zielhardware zu testen Traditionellerweise muss dazu der eigentliche Controller gegen die ICE Hardware ein Bond out Prozessor ausgetauscht werden Das erlaubt es die Software komfortabel und ohne weitere Eingriffe in der Zielhardware zu entwickeln Da mit dem ICE Zugriffe auf die Peripherie der CPU moglich sind lassen sich Software von Hardwarefehlern unterscheiden und trennen Fruher wurde dazu ein Logikanalysator benotigt der als Zusatzoption die Ziel CPU emulieren konnte Heutzutage haben eingebettete CPUs schon einen Schmalspur ICE an Bord so dass der Hardware ICE nicht unbedingt benotigt wird Demgegenuber sind die Einwirkungsmoglichkeiten der Debugging Software auf die Ziel CPU eingeschrankt Eine komplette Uberwachung der CPU ist nicht moglich dafur sind jedoch die Kosten erheblich geringer Kostet ein voll ausgebautes ICE System fur ein 68000 Derivat einen bis zu sechsstelligen Eurobetrag liegen die Kosten fur solch ein Schmalspur System im unteren 3 stelligen Eurobereich Meist kommt eine Schnittstelle vom Typ JTAG zum Einsatz Eine Alternative fur Coldfire und 68000 Derivate ist die Schnittstelle Background Debug Module BDM von Motorola Auch bei modernen ARM Architekturen Controller mit Cortex M3 Core ist sie als spezieller Debugging Core vorhanden https developer arm com documentation ddi0337 e DDI0337E cortex m3 r1p1 trm pdf Chapter 10 13 Das ist ein Teil des Microcontrollers der fur den normalen Programmablauf nicht notig und nur fur das Debugging eingebaut ist Dieser Debugging Core kann mit einer Debugging Software uber einen JTAG oder SWD Adapter angesprochen werden Damit lasst sich der Prozessor an beliebigen Stellen im Programm anhalten und die Werte der Register oder des Speichers konnen angesehen oder verandert werden Auch ein schrittweises Abarbeiten des Codes zur Fehlersuche ist moglich Als Hardware ist hier ein JTAG oder SWD Adapter notig der oft unter 100 zu bekommen ist Die Debuggersoftware kann von voll funktionsfahiger Freeware gdb ddd gdb kgdb Eclipse bis zu professioneller Software im Tausend Euro Bereich reichen Alternativ wird oft mit Simulatoren gearbeitet welche die interne Struktur und die Peripherie des Mikrocontrollers in Software nachbilden Beim Debugging sind die externen Signale Tasten Display von Hand nachzubilden wobei Interrupts benutzt werden mussten die im Simulator nicht realisierbar sind Es gibt auch bei eingebetteten Systemen Entwicklungen auf Java Basis begrundet im einfacheren Plattformwechsel und der Plattformunabhangigkeit mit Wegfall von Simulatoren siehe OSGi und Embedded Java Der Microcode Interrupt lasst den Debugger auf der Hardware arbeiten statt nur auf der CPU Vom Standpunkt der CPU aus konnen CPU basierte Debugger dann benutzt werden um die Elektronik des Computers zu testen und gegebenenfalls Fehler zu diagnostizieren Diese Fahigkeit wurde an der PDP 11 siehe Programmed Data Processor erforscht und entwickelt Der Systemtest wird mittels der Hardware in the Loop Technik durchgefuhrt bei der das fertige System an eine Spezialhardware angeschlossen wird die die Umgebung des Systems simuliert Auf diese Weise kann das Verhalten des Systems mit Testfallen detailliert untersucht werden Struktur der Systemumgebung welche das eingebettete System aufnimmt BearbeitenZwischen dem eingebetteten System und der Systemumgebung welche das eingebettete System aufnimmt befinden sich in der Regel verschiedene Schnittstellen Diese Schnittstellen konnen je nach Anwendungszweck des eingebetteten Systems in der Praxis sehr unterschiedlich ausgefuhrt sein Eine spezielle Schnittstelle ist dabei die Benutzerschnittstelle User Interface Des Weiteren liegen zwischen System und Systemumgebung ein oder mehrere Application Programming Interfaces Softwarekonzepte zur Berucksichtigung der Erfordernisse die sich aus der Struktur der Systemumgebung ergeben Bearbeiten Viele Anwendungen werden erst dadurch sinnvoll und nutzbar dass die dafur erforderliche Signalverarbeitung in Echtzeit erfolgt Gerate Systeme und Verfahren die mit dem Attribut Echtzeit versehen werden sollten nach objektiven Massstaben Kriterien wie Rechtzeitigkeit Vorhersagbarkeit Sicherheit und Zuverlassigkeit erfullen 2 Dies setzt eine Echtzeitplanung von Tasks und Prozessen voraus Uberdies muss die maximale Laufzeit zur Erfullung einer Aufgabe aus der Systemumgebung bestimmbar also einem deterministischen Prozessablauf zugehorig sein Die Reaktionszeit des Systems zur Erfullung der Aufgabe muss dem Kriterium der Rechtzeitigkeit genugen Zur Realisierung der Echtzeitverarbeitung finden unter Berucksichtigung der Benutzerschnittstelle n und der Application Programming Interfaces verschiedene Softwarekonzepte Anwendung Siehe auch Embedded Software Engineering Zeitgesteuertes versus ereignisgesteuertes Design fur Embedded Software Bearbeiten Die nachfolgend aufgefuhrte sogenannte Regelschleife die auf den Entwurf eines Reglers hinauslauft ist allenfalls fur ausserst einfache regelnde Embedded Systeme in der Industrie geeignet Sie muss noch nicht mal mit Echtzeit unterlegt sein Davon zu unterscheiden ist der sogenannte reaktive Ansatz der auf den Entwurf eines sogenannten reaktiven Systems hinauslauft das sich in standiger Interaktion mit der Umgebung befindet wobei die Umgebung dominiert und das reaktive System sich dieser unterordnet Regelschleife Bearbeiten Regelschleifen werden fur Regelungssysteme eingesetzt die zyklisch Berechnungen aufgrund von Eingangssignalen vornehmen und Ausgangssignale senden siehe Regelungstechnik Dies wird auch als zeitgesteuertes Design bezeichnet siehe Embedded Software Engineering Reaktiver Ansatz Bearbeiten Der reaktive Ansatz fuhrt zum Entwurf eines Prozessablaufs in welchem aperiodisch auftretende Ereignisse wie etwa ein Tastendruck oder eine Folge von Tastendrucken verarbeitet und daraus resultierende Aktionen veranlasst werden Derartiges wird als ereignisgesteuertes Design bezeichnet siehe Embedded Software Engineering Systemstart BearbeitenAlle eingebetteten Systeme haben einen Start up Code der nach dem Einschalten durchlaufen wird Normalerweise deaktiviert dieser die Interrupts kalibriert die interne Elektronik testet den Computer RAM ROM CPU und startet den eigentlichen Programmcode nachdem alles erfolgreich getestet wurde Viele dieser Systeme sind innerhalb von 100 ms einsatzbereit Selbst nach einem kleinen Stromausfall oder einer Spannungsschwankung laufen diese Gerate sofort weiter da die interne Hardware den Selbsttest der Hardware und Software uberspringt Es tritt jedoch durch moglicherweise veranderte Bits im RAM undefiniertes Systemverhalten auf das eine Schaltung zur Spannungsuberwachung Supply Voltage Supervisor SVS oder auch Brownout Detection genannt vermeidet Der SVS lost einen richtigen Reset aus so dass das System komplett initialisiert wird und auch die Selbsttests durchlauft Die Dauer des Systemstarts ist bei der Kfz Elektronik an den Kontrollleuchten erkennbar die nach Einschalten der Zundung aufleuchten und nach kurzer Zeit wieder erloschen Der Systemstart fuhrt bei vielen Geraten dazu dass das Einschalten langer dauert als bei analogen Geraten beispielsweise bei Autoradios Kommunikation des Systemtechnikers mit dem eingebetteten System im Betrieb BearbeitenEingebettete Systeme besitzen haufig keinen eigenen Anschluss fur ein Display oder Eingabegerate Jedoch kann eine mittelbare Benutzerkommunikation uber Datenschnittstellen vorgesehen werden So haben netzwerkfahige Drucker und andere Gerate ein Webinterface oder eine serielle Schnittstelle uber die per Browser oder Terminalemulation alle wichtigen Konfigurationseinstellungen erfolgen Entwurf eingebetteter Systeme BearbeitenDie Elektronik bildet ein Mikroprozessor mit entsprechender Peripherie oder ein Mikrocontroller Einige eher veraltete Systeme verwenden noch Allzweck Mainframes oder Minicomputer Aspekte bei Entwurfsentscheidungen zu eingebetteten Systemen Bearbeiten Folgende Aspekte spielen bei Entwurfsentscheidungen von eingebetteten Systemen eine Rolle Integration Je mehr Funktionalitat der verwendete Mikrocontroller bereits enthalt desto weniger Peripheriebausteine werden benotigt um die Anbindung an die benotigten Systemschnittstellen Ein Ausgabe zu ermoglichen Je weniger Bausteine eine Platine benotigt desto geringer sind der Platzbedarf der Leiterbahnen und die Signallaufzeiten zwischen den Bausteinen Diese Uberlegungen fuhrten dazu dass auf Mikrocontrollern schon ausreichend RAM und andere Peripherie Funktionen vorgesehen sind Hardwareanforderungen Je nach Einsatzumgebung des Systems konnen unterschiedlichste Rahmenbedingungen entstehen Wenn es um raue Umweltbedingungen wie Hitze und Staub geht muss die Hardware robust also vor allem hermetisch gekapselt sein Wenn es dabei um aufwandigere Systeme geht sind Industrie PCs oft eine Losung Wenn es um standige mechanische Erschutterungen geht mussen Steckverbindungen eingespart oder besonders robust ausgefuhrt werden Bauteile mit beweglichen Komponenten wie Festplattenlaufwerke oder Lufter sind moglichst zu vermeiden Stromverbrauch In vielen Fallen werden eingebettete Systeme mit Batterien betrieben Diese werden wie bei Wasserzahlern nur im Eichintervall 5 Jahre Laufzeitreserve getauscht Die hohen Laufzeiten werden durch spezielle Chiptechnologien z B CMOS und Massnahmen in der Software wie Schlafmodus erreicht Echtzeitanforderungen Hohe Verfugbarkeit und definierte Antwortzeiten sind haufig gestellte Anforderungen an ein eingebettetes System und damit auch an dessen Betriebssystem und Software Beispielsweise muss die elektronisch gesteuerte Bremse oder der Airbag nahezu unverzogert im Millisekundenbereich reagieren eine Uberschreitung der definierten Latenzzeit ist nicht tolerierbar Die einfache und geschlossene Bauweise sowie die Verwendung spezieller Echtzeitbetriebssysteme erlauben es schon in der Entwicklungsphase die Reaktionszeiten des Gesamtsystems abzuschatzen Betriebssicherheit Viele eingebettete Systeme laufen im Gegensatz zu PCs im Dauerbetrieb Fehler und Storungen wie bei Problemen mit der elektromagnetischen Vertraglichkeit EMV erfordern spezielle Massnahmen im eingebetteten System um einen zuverlassigen Wiederanlauf zu gewahrleisten Daher sind Mikrocontroller mit einem Watchdog ausgerustet Dieser bewirkt bei Unregelmassigkeiten im Ablauf einen kontrollierten Wiederanlauf und stellt damit die Verfugbarkeit des eingebetteten Systems ohne Eingriff des Benutzers sicher Stuckpreis Der Stuckpreis hangt von den Entwicklungs und Herstellungskosten ab Bei grossen Produktionsmengen wird daher bei der Entwicklung viel Aufwand fur optimalen Ressourcenverbrauch betrieben Bei geringen Stuckzahlen fallen die Materialkosten weniger ins Gewicht So werden teurere aber flexiblere Bausteine z B FPGAs die Entwicklungszeit verringern Entwicklungsumgebung Siehe System Design Kit Anwenderseitige Entwurfsprobleme bei eingebetteten Systemen Bearbeiten Mit dem verstarkten Einsatz von eingebetteten Systemen in Automobilen macht sich ein weiteres Problem bemerkbar Die Anzahl der Systeme ist so hoch dass der verfugbare Platz in einem Auto nicht ausreicht und der Verkabelungsaufwand steigt Deshalb werden mehrere Steuerfunktionen in einem Steuergerat vereint ermoglicht durch leistungsfahige 32 Bit Mikrocontroller Speicherschutzmechanismen wie MPU oder MMU die dafur sorgen dass sich die einzelnen Funktionen nicht gegenseitig beeinflussen konnen sind jedoch im Allgemeinen weiterhin eher unublich Auch sollte die Verbreitung von 8 16 Bit Controllersystemen nicht unterschatzt werden In diesem Marktsegment gilt die Maxime der Stromverbrauchs sowie der Kostenminimierung und daher das Prinzip nur so viel wie notig Geschichte BearbeitenDer erste prominente Einsatz eines eingebetteten Systems war der des Apollo Guidance Computers der von Charles Stark Draper zusammen mit dem MIT Instrumentation Laboratory entwickelt wurde Jeder Flug auf den Mond hatte zwei dieser Systeme dabei die zur Steuerung verwendet wurden Das Inertial Guidance System wurde sowohl im Kommandomodul als auch in der Mondlandefahre LEM Lunar Excursion Module verwendet Zu Beginn des Apollo Projekts wurde dieses System als eine der riskantesten Komponenten des Projektes angesehen Die ersten eingebetteten Systeme wurden aber schon vorher in der Minuteman Rakete eingesetzt und in Serie produziert Die Anwendung war ein Wege Such System das der Rakete nach einmaliger Programmierung ein unabhangiges Manovrieren ermoglichte Durch den Preisverfall offneten sich die verwendeten integrierten Schaltungen allmahlich einem grosseren Kreis von Anwendungen Die entscheidende Eigenschaft des Minuteman Computers war dass man den Weg Finde Algorithmus spater programmieren konnte wodurch sich die Rakete wesentlich praziser einsetzen liess Ein weiterer Vorteil bestand in der Selbsttestfunktion der Rakete zur Statusabfrage sowie darin dass man zugunsten des Gewichtes auf grossere Mengen von Kabeln verzichten konnte Siehe auch BearbeitenArchitekturen Bearbeiten Arm Architektur Infineon TriCore MIPS Architektur 68000 Architektur Coldfire Prozessor PowerPC Architektur MCS 48 MCS 51 TI MSP430 Atmel AVR Atmel AVR32 PICmicro PIC und PIC32 von Microchip MOS Technology 6502 Siemens Sitet Renesas H8Begriffe und Konzepte Bearbeiten Sensornetz Eingebettetes Datenbanksystem Steuergerat Liste von Modultest Software Einplatinencomputer Geratetechnologien fur die Anbindung an das Internet of ThingsLiteratur BearbeitenRalf Gessler Entwicklung Eingebetteter Systeme Vergleich von Entwicklungsprozessen fur FPGA und Mikroprozessor Systeme Entwurf auf Systemebene 2 aktualis und erw Aufl Springer Vieweg Wiesbaden 2020 ISBN 978 3 658 30548 2 Joachim Wietzke Embedded Technologies Vom Treiber bis zur Grafik Anbindung Xpert press Springer Vieweg Berlin 2012 ISBN 978 3 642 23995 3 Thomas Eissenloffel Embedded Software entwickeln Grundlagen der Programmierung eingebetteter Systeme eine Einfuhrung fur Anwendungsentwickler dpunkt Verl Heidelberg 2012 ISBN 978 3 89864 727 4 Jorg Wiegelmann Softwareentwicklung in C fur Mikroprozessoren und Mikrocontroller C Programmierung fur Embedded Systeme 7 neu bearb und erw Aufl VDE Verlag Berlin Offenbach 2017 ISBN 978 3 8007 4328 5 Oliver Bringmann Walter Lange Martin Bodgan Eingebettete Systeme Entwurf Synthese und Edge AI 4 Aufl De Gruyter Oldenbourg Berlin 2022 ISBN 978 3 11 070205 7 Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Eingebettete Systeme Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Literatur zum Thema Eingebettetes System im Katalog der Deutschen NationalbibliothekEinzelnachweise Bearbeiten Jurgen Quade Michael Machtel Moderne Realzeitsysteme kompakt eine Einfuhrung mit Embedded Linux dpunkt Verl Heidelberg 2012 ISBN 978 3 89864 830 1 S 3 5 157 173 Dieter Zobel Echtzeitsysteme Grundlagen und Planung Springer Berlin 2008 ISBN 978 3 540 76395 6 S 18 Normdaten Sachbegriff GND 4396978 1 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Eingebettetes System amp oldid 233188062