Ce este software-ul încorporat?

„Ce este software-ul încorporat?” este o întrebare frecvent pusă. Lumea și societatea din jurul nostru sunt modelate și guvernate de sisteme bazate pe microprocesoare – stimulatoare cardiace, telefoane mobile, aparate electrocasnice, mașini, sisteme de control feroviar, sateliți – lista este aproape literalmente nesfârșită. Fără ele, nu ar exista energie, apă curentă sau aprovizionare cu alimente. Afacerile sau transporturile ar fi imposibile. Bolile s-ar răspândi, iar societatea s-ar dezintegra rapid.

Software-ul executat în aceste sisteme se numește software încorporat. Acesta este un software de calculator care este încorporat în sistemele hardware scrise pentru a controla mașini sau dispozitive. Software-ul încorporat este de obicei proiectat pentru hardware-ul particular pe care rulează și adesea îndeplinește o funcție specifică, deși o singură piesă hardware poate conține mai multe programe software încorporate.

Care bucată de tehnologie care are plăci de circuite și cipuri de calculator va avea probabil software încorporat în ea. Producătorii încorporează software încorporat în componentele electronice din mașini, telefoane, modemuri, aparate, jucării, sisteme de securitate, stimulatoare cardiace, televizoare și set-top box-uri și ceasuri digitale, de exemplu.

Programul software încorporat permite multe dintre funcțiile avansate care sunt comune în dispozitivele moderne. În timp ce software-ul încorporat poate fi foarte simplu, el poate fi, de asemenea, foarte sofisticat în aplicații cum ar fi sistemele de control al proceselor, armamentul militar și avioanele.

Istoria software-ului încorporat

Cele mai inovatoare tehnologii, sunt adesea finanțate, cercetate și dezvoltate pentru aplicații militare, iar sistemele încorporate au fost utilizate în explorarea spațiului, ghidarea rachetelor și avionica de la sfârșitul anilor ’30 până la mijlocul anilor ’60. Abia la sfârșitul anilor ’60 software-ul încorporat a evoluat până la punctul în care a devenit util pentru persoanele din afara acestor domenii de specialitate.

În anii ’70, primele cipuri integrate de microcontroler, cum ar fi Intel 8008, au făcut ca software-ul încorporat să ia avânt. Acest cip unic a acționat ca un computer mic; putea citi date din lumea reală, le putea procesa și genera ieșiri, controlate de un program software flexibil. Cu aceste cipuri, a devenit posibilă scrierea unui singur program, încărcarea acestuia în cip și apoi executarea programului de către cip ori de câte ori acesta primea intrarea corectă. Până la sfârșitul anilor 1980, aproape toate formele de electronice de consum aveau un fel de cip de microcontroler încorporat în ele.

În anii care au urmat, costul de producție al microcontrolerelor integrate a scăzut până la cenți. Ca urmare, acestea se regăsesc în aproape fiecare dispozitiv electronic, iar fiecare dintre aceste cipuri are una sau mai multe bucăți de software încorporat. Ele se află chiar și în obiecte despre care majoritatea oamenilor nu ar crede că au computere, cum ar fi prăjitoarele de pâine, ventilatoarele electrice sau jucăriile pentru copii.

Provocările software-ului încorporat

Software-ul încorporat este, prin definiție, parte a unui sistem hardware mai mare, fie că este vorba de o mașină, un stimulator cardiac sau un sistem de automatizare industrială. Nu numai că aceste sisteme funcționează în timp real și trebuie să producă acțiunea proiectată într-un timp specificat în toate circumstanțele, dar trebuie să funcționeze cu resurse limitate, cum ar fi un spațiu de memorie mic, capacități limitate de procesare a datelor sau un consum redus de energie. De asemenea, software-ul încorporat trebuie să se conformeze unei game largi de schimbări în mediul său. Procesoarele, senzorii și componentele hardware se schimbă în timp, în timp ce software-ul rămâne aproape același. În plus, software-ul are nevoie de portabilitate, autonomie, flexibilitate și adaptabilitate.

Fiabilitatea este primordială. Un comportament neașteptat al unui sistem încorporat ar putea afecta grav mediul său de operare. Deoarece utilizatorii finali cer comportamente pe termen lung de la sistemele încorporate, software-ul încorporat trebuie să funcționeze timp de zeci de ani fără service.

Datorită asocierii strânse a software-ului încorporat cu medii critice și riscuri care amenință viața, siguranța este, de asemenea, o cerință esențială. Ciclul de viață în dezvoltarea de software încorporat este guvernat de standarde care cer procese de înaltă calitate, inginerie și management solide. Combinând acest lucru cu utilizarea tehnologiilor de ultimă generație, se impun cerințe puternice în ceea ce privește expertiza tehnică și profesionalismul necesar inginerilor de software încorporat. Pe măsură ce dimensiunea și complexitatea software-ului încorporat cresc, standardele aplicate procesului de dezvoltare a software-ului trebuie să se îmbunătățească continuu, în ciuda presiunilor acerbe asupra costurilor.

Securitatea devine din ce în ce mai importantă pe măsură ce „internetul lucrurilor” înseamnă că sistemele încorporate devin din ce în ce mai utilizate și mai puternic interconectate între ele. Pe măsură ce dispozitivele de zi cu zi, cum ar fi mașinile de spălat și frigiderele, includ conectivitatea ca o caracteristică standard, internetul lucrurilor riscă să expună noi niveluri de insecuritate și sunt necesare idei noi pentru a ajuta la contracararea amenințărilor malware și a hackerilor.

Concluzie

Software-ul încorporat crește variabilitatea, configurabilitatea, extensibilitatea și capacitatea de schimbare a produselor de zi cu zi și permite, de asemenea, o mai mare varietate de funcționalități. Este acum o parte fundamentală a multor lucruri pe care le considerăm de la sine în viața de zi cu zi.

În viitor, software-ul încorporat se va regăsi în orice – în casa dumneavoastră automatizată, în mașina dumneavoastră inteligentă, în infrastructurile de comunicații, în instrumentele și implanturile medicale și în sistemele de control omniprezente. Noile tehnologii legate de energie vor crește eficiența transmiterii curentului electric și vor oferi modalități imediate și eficiente de abordare a cerințelor energetice și climatice.

Sistemele integrate nu vor mai fi definite de hardware-ul de calcul pe care îl utilizează. Mai degrabă, ele vor fi concepute pentru a îndeplini orice funcție pentru a atinge obiective multiple și schimbătoare, fie pe un microcontroler, un microprocesor, un procesor de semnale, un ansamblu biologic sau orice alt dispozitiv logic programabil.

Cu cât mai multă calitate a vieții ne dorim, cu cât mai înalte sunt standardele de viață pe care dorim să le stabilim pe întreaga planetă și cu cât mai mult cerem securitate și siguranță, cu atât mai mult avem nevoie de software încorporat.

.