Qué es la programación del sistema integrado y sus lenguajes

Un sistema es una disposición de varias unidades, ensambladas para funcionar de acuerdo con las instrucciones dadas. Un sistema integrado es una combinación de hardware y software, que realiza una tarea particular dentro del período especificado (lo que significa que debe realizar solo una tarea específica como una lavadora). La principal ventaja de usar un sistema integrado en una aplicación es que puede minimizar el tamaño y el costo y también mejora la confiabilidad y eficiencia de la tarea. Este artículo describe los lenguajes de software integrados, la programación de sistemas integrados y sus funciones.

Componentes de sistemas integrados

Los siguientes son los componentes de los sistemas integrados

• Hardware integrado: El microcontrolador es el corazón del sistema integrado, donde varios periféricos se interconectan al hardware integrado con fines de comunicación.
• RTO integrados: Se utiliza un sistema operativo integrado en tiempo real para realizar todas las operaciones complejas (ar.
• Controladores de dispositivo: Actúa como un puente entre los sistemas operativos y los dispositivos periféricos.
• Pilas de comunicación: Se utiliza para comunicarse con dispositivos externos.
• Aplicaciones integradas: Realiza la función predefinida del dispositivo integrado.

Software integrado

Un software integrado o programación de sistema integrado es un software de computadora que se utiliza para controlar dispositivos proporcionando un conjunto de instrucciones. También se denomina firmware, se pueden programar varios dispositivos con diversas funcionalidades utilizando software integrado, manteniendo las restricciones de diseño (como restricciones de tiempo de respuesta, fechas límite estrictas y datos procesados) y almacenando los datos finales en la memoria (Ram / Rom).

El software es controlado o iniciado por una interfaz de máquina. El software integrado está incorporado en todos los componentes electrónicos como automóviles, teléfonos, robots, sistemas de seguridad, etc., que es fácil de ejecutar en un microcontrolador de 8 bits que usa una memoria de hasta unos pocos KB. Ayuda a procesar operaciones complejas y determina el marco de cálculo preciso.

Lenguajes de programación del sistema integrado

El software integrado utiliza un sistema operativo, que es un sistema operativo en tiempo real que realiza múltiples tareas a la vez. Los programas integrados se programan utilizando los lenguajes C / C ++, Phyton y Java Scripts y se procesan en sistemas operativos como Linux OS, VxWorks, Fusion RTOS, Nucleus RTOS, micro C / OS, OSE, etc. papel vital en el desarrollo de software integrado, que se basa en ciertos factores, como se muestra a continuación,

• Tamaño :La cantidad de memoria requerida por un programa juega un papel importante, ya que los procesadores integrados (microcontroladores) tienen una cantidad específica de ROM (memoria de solo lectura) en función de su aplicación.
• Velocidad :La velocidad de ejecución del programa debe ser rápida
• Portabilidad: Se pueden compilar diferentes procesadores usando un programa.
• La implementación es difícil
• El mantenimiento es difícil.

Programación de un sistema integrado en lenguaje ensamblador

La programación de un sistema embebido en lenguaje ensamblador (entrada) y su conversión al lenguaje a nivel de máquina (salida) usando un ensamblador se puede explicar usando el siguiente ejemplo, donde realizamos la suma de dos números usando dos registros separados y almacena el resultado en un registro de salida.

Entrada

AQUÍ:MOV R0, # 01H

MOV # 1, # 02H

MOV A, R0

AÑADIR A, R1

MOV P0, A

SIMP AQUÍ

Salida

Operando de código de operación de dirección

0000 78 01
0002 79 02
0004 E8 -
0005 29 -
0006 F5 80
0008 80 00

El código ensamblador se usa para desarrollar código eficiente en términos de tamaño y velocidad. Desarrollar código más grande en lenguaje ensamblador se vuelve difícil, lo que puede conducir a un mayor costo de desarrollo de software y la portabilidad del código está ausente. Por lo tanto, para superar esta desventaja, utilizamos un lenguaje de alto nivel como C. incrustado

Acerca de C, C ++, Java y C incorporado

Programación en C

El lenguaje C es un lenguaje orientado a la estructura, desarrollado por Dennis Ritchie. Proporciona menos acceso a la memoria utilizando el compilador simple y entrega los datos de manera eficiente de acuerdo con las instrucciones de la máquina. Son aplicables en una amplia gama, desde sistemas integrados hasta supercomputadoras.

C incrustado

Embedded C es una extensión del lenguaje C, que se utiliza para desarrollar un sistema embebido. La sintaxis es similar al lenguaje C (como la función principal, declaración de funciones, declaración de tipos de datos, bucles, etc.). La principal diferencia entre el lenguaje C integrado y el lenguaje C estándar son el direccionamiento de entrada-salida del hardware, las operaciones de punto fijo y el procesamiento de espacios de direcciones.

El uso de C en el sistema integrado debido a las siguientes ventajas

• Es pequeño y fácil de aprender, comprender y depurar el programa.
• Todos los compiladores de C son compatibles con todos los dispositivos integrados
• Es un procesador independiente (es decir, no es específico de un microprocesador o microcontrolador en particular).
• El lenguaje C usa la combinación de lenguaje ensamblador y características del lenguaje de alto nivel
• Es bastante eficiente, más confiable, más flexible, más portátil entre diferentes plataformas.
• Los programas desarrollados en C son más fáciles de entender, depurar y mantener.

Comparar con otro lenguaje de alto nivel C ofrece más flexibilidad porque es un lenguaje orientado a estructuras relativamente pequeño y admite manipulaciones de datos bit a bit de bajo nivel.

C ++

El lenguaje orientado a objetos como C ++ no es opcional para desarrollar un programa eficiente en entornos de restricción de investigación como dispositivos integrados. Las funciones virtuales y el manejo de excepciones de C ++ son algunas características específicas que no son eficientes en términos de espacio y velocidad del sistema.

JAVA

Un sistema integrado se puede programar en lenguaje JAVA, usando una máquina virtual JAVA (JVM) que accede a muchos recursos. Se utiliza principalmente en aplicaciones de alta gama (como teléfonos móviles) y ofrece portabilidad entre sistemas para procesar las aplicaciones. No se prefiere para dispositivos integrados más pequeños.

Ejemplo y arquitectura de programación C integrada

La arquitectura de programación C integrada se puede entender con un ejemplo del uso de microcontroladores 8051, donde su función es hacer parpadear la bombilla LED que está conectada al PORT1 del controlador y el compilador utilizado es el compilador Keil C. El siguiente es el código para el parpadeo del LED.

# include // directiva del preprocesador
Void delay (int) // declaración de la función de delay
Void main (void ) // Función principal
{
P1 =0x00; // puerto1 está apagado, por lo que el LED está apagado y almacenado en reg51.h
while (1) // bucle de infinito
{
P1 =OxFF; //// el puerto1 está encendido, por lo que el LED está encendido
delay (1000); // asignando retardo
P1 =0X00; // puerto1 desactivado
delay (1000);
}
}
Void delay (int d) // asignando la función de delay
{
unsigned int i =0; // variables asignadas localmente
para (; d> 0; d-)
{
para (i =250; i> 0; i–);
para (i =248; i> 0; i–);
}
}

Ventajas

Las siguientes son las ventajas del software integrado

• La carga de datos es más rápida
• El costo es bajo
• Utiliza menos recursos.

Desventajas

Las siguientes son las desventajas del software integrado

• La actualización es compleja
• Cada vez que se produce algún problema, es necesario reiniciar
• La escalabilidad para valores pequeños es difícil.

Aplicaciones

Las siguientes son las aplicaciones del software integrado

• Banca
• Automóviles
• Electrodomésticos
• Coche
• Misiles, etc.

Preguntas frecuentes

1). ¿Qué es un software integrado?

Un software integrado o programación de sistema integrado es un software de computadora que se utiliza para controlar dispositivos al proporcionar instrucciones.

2). ¿Cuáles son los programas que se utilizan en el software del sistema integrado?

Los programas de software del sistema integrado están programados en C o C ++, Phyton y Java Scripts.

3). ¿Cuál es la diferencia entre los sistemas integrados y el sistema normal?

Un sistema integrado es una combinación de hardware y software que está diseñado para un propósito específico. Los procesos se procesan secuencialmente. Mientras que un procesador normal es un sistema operativo en tiempo real de un RTO, se requiere cuando existe la necesidad de una ejecución en paralelo.

4). ¿Cuáles son los diferentes tipos de sistemas integrados?

Los sistemas integrados se clasifican en dos categorías

• Según el rendimiento y los requisitos funcionales, se clasifican además como en tiempo real, independientes, en red, móviles.
• Según el rendimiento del microcontrolador, se clasifican además en escala pequeña, mediana y sofisticada

5). Principales aplicaciones del sistema integrado

Las principales aplicaciones de un sistema integrado son

• Lavadora
• Cámaras digitales
• Reproductor de música, etc.

Un sistema integrado es una combinación de hardware y software. En los sistemas embebidos, existen diferentes lenguajes de programación que se utilizan para diferentes propósitos, como controlar el rendimiento de máquinas o computadoras. En la actualidad, el programador de una computadora tiene varias opciones para seleccionar estos lenguajes, sin embargo, existen varias diferencias entre los lenguajes de programación. Donde los programas de software integrados están programados en C o C ++, Phyton y Java Scripts. Se ejecutan en el sistema operativo Linux, micro C / OS, QNX, etc. El lenguaje C forma el lenguaje básico para escribir códigos de software integrados. Por lo tanto, esta es una descripción general del software integrado y su arquitectura explicada mediante un programa.