Arquitectura de los DSP y sus módulos embebidos

 Los componentes de un sistema embebido, son los siguientes, en la parte central se encuentra el microprocesador, microcontrolador, DSP, etc. La CPU o unidad que aporta la capacidad de cómputo del sistema, pudiendo incluir memoria interna o externa, un micro con arquitectura específica según los requisitos. Se analizará la estructura de un sistema de Microprocesador, los componentes del MP. Memorias, puertos de entrada/salida (I/O), buses de datos, de direcciones y de control, así como la conexión de los buses entre el MP, RAM y E/S (I/O) dispositivos. Se estudiarán los diferentes tipos de arquitectura (Von Neumann, Harvard, Super Harvard), así como los microcontroladores tipo megaAVR (serie ATmega). Finalmente, a modo de ejemplo se expondrán algunos sistemas embebidos utilizados en la actualidad en diferentes campos.

características básicas de los sistemas embebidos 

Las características básicas de los sistemas embebidos son las siguientes: 

- Deben ser confiables, 

- La confiabilidad, en inglés reliability R(t), es la probabilidad de que el sistema trabaje correctamente dado que está funcionando en t=0.

 - La mantenibilidad, en inglés Maintainability M(d), es la probabilidad de que el sistema vuelva a trabajar correctamente d unidades de tiempo después de un fallo. 

- La disponibilidad, en inglés Availability A(t), es la probabilidad de que el sistema esté funcionando en el tiempo t. 

- La seguridad informática: consiste en disponer de una comunicación confidencial y autentificada. 

- La creación de un sistema confiable debe ser considerada desde un comienzo, no como una consideración posterior.

 - Deben ser eficientes en cuanto a la energía, al tamaño de código, al peso y al costo. 

- Están dedicados a ciertas aplicaciones.

 - Interfaces de usuario dedicadas (sin ratón, keyboard y pantalla) 

Muchos sistemas embebidos deben cumplir restricciones de tiempo real. Un sistema de tiempo real debe reaccionar a estímulos del objeto controlado (u operador) dentro de un intervalo definido por el ambiente.

Podemos añadir también que los sistemas embebidos poseen un número limitado de funciones predefinidas para actuar, tienen una fuente de alimentación limitada y una administración de energía efectiva. Poseen disponibilidad de recursos de reservas para situaciones inesperadas. Los sistemas embebidos suelen tener en una de sus partes una computadora con características especiales conocida como microcontrolador que viene a ser el cerebro del sistema, el cual incluye interfaces de entrada/salida en el mismo chip. Normalmente estos sistemas poseen un interfaz externo para efectuar un monitoreo del estado y hacer un diagnóstico del sistema. Además cabe reseñar que el uso de sistemas embebidos en productos complejos implica un desafío de la seguridad en TI para proteger la información contenida en el sistema embebido y también la que es transmitida desde y hacia el dispositivo por redes privadas o Internet. Por tanto cabe incluir funciones criptográficas, diseño de protocolos y consultoría en análisis y verificación así como servicios de pruebas de seguridad, así como evaluaciones específicas para sistemas embebidos. El diseño de un producto que incorpora sistemas embebidos está orientado a minimizar los costos y maximizar la confiabilidad, pero también es imprescindible incorporar en el diseño consideraciones de seguridad, incluyendo funciones y protocolos criptográficos que protejan la información durante todas las fases. Los sistemas embebidos a menudo operan en un ambiente dedicado con condiciones operacionales y escenarios muy específicos. Es importante que dichas condiciones y amenazas se tengan en cuenta cuando se diseñan las funciones de seguridad. Tradicionalmente esto ha sido realizado a través de una terminal serie, pero con el tiempo la industria ha observado las ventajas del monitoreo a distancia, 

Componentes de un sistema embebido 

 Un ES estaría formando por un microprocesador y un software que se ejecute sobre éste. Sin embargo este software necesitará sin duda un lugar donde poder guardarse para luego ser ejecutado por el procesador. Esto podría tomar la forma de memoria RAM o ROM. Todo sistema embebido necesitará una cierta cantidad de memoria, la cual puede incluso encontrarse dentro del mismo chip del procesador. También contará con una serie de salidas y entradas necesarias para comunicarse con el mundo exterior. Debido a que las tareas realizadas por sistemas embebidos son de relativa sencillez, los procesadores comúnmente empleados cuentan con registros de 8 o 16 bits. En su memoria sólo reside el programa destinado a gobernar una aplicación concreta. Sus líneas de entrada/salida (I/O) soportan el conexionado de los sensores y actuadores del dispositivo a controlar y todos los recursos complementarios disponibles tienen como finalidad atender a sus requerimientos. Estas son las únicas características que tienen en común los sistemas embebidos, todo lo demás será totalmente diferente para cada sistema embebido en particular debido a la variedad de aplicaciones disponibles.