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Embedded-Systeme erklärt

Eingebettete Systeme finden sich in den meisten modernen elektronischen Geräten und sind eine entscheidende Komponente. Doch was sind eingebettete Systeme, wie funktionieren sie und für welche Anwendungen werden sie eingesetzt?

Was ist ein eingebettetes System?

Ein eingebettetes System ist ein Computersystem, das aus einer Kombination von Hardware und Software besteht, die entwickelt wurde, um eine bestimmte Funktion auszuführen. Es funktioniert oft innerhalb eines größeren Systems und steuert eine einzelne Funktion in einem größeren Multifunktionsgerät. Eingebettete Systeme können programmierbar sein oder eine feste Funktionalität haben.

Eingebettete Systeme verfügen möglicherweise nicht über eine Benutzeroberfläche, z. B. solche, die für die Ausführung einer einzelnen Aufgabe innerhalb eines Geräts entwickelt wurden. Andere, wie diejenigen, die in mobilen Geräten verwendet werden, verfügen jedoch über komplexe Benutzeroberflächen, die als grafische Benutzeroberflächen bekannt sind und Tasten, LEDs und Touchscreen-Technologie enthalten.

Da eingebettete Systeme in der Regel nur eine einzige Funktion ausführen, sind sie sehr stromsparend und klein, was ihre Integration mit anderen Komponenten in größere Geräte sehr einfach macht.

Wie funktionieren eingebettete Systeme?

Eingebettete Systeme sind im Wesentlichen kleine Computer mit geringem Stromverbrauch, die als Teil eines größeren Geräts oder Systems funktionieren.

Embedded-Systeme bestehen aus einem Prozessor, Speicher, einer Stromversorgung und Kommunikationsports. Es sind diese Ports, die mit anderen eingebetteten Systemen innerhalb des Geräts kommunizieren. Die übermittelten Daten werden von einer Software interpretiert, die sehr spezifisch für die Funktion des eingebetteten Systems ist, und im Speicher gespeichert.

Der Prozessor in einem eingebetteten System kann ein Mikrocontroller oder ein Mikroprozessor sein. Der Unterschied zwischen diesen Komponenten besteht darin, dass Mikroprozessoren mehr Unterstützungsschaltungen benötigen, da der Speicher und die Peripherie nicht auf dem Chip enthalten sind und stattdessen separate integrierte Schaltkreise verwendet werden. Mikrocontroller hingegen haben diese auf dem Chip integriert.

Verschiedene Arten von eingebetteten Systemen

Es gibt verschiedene Arten von eingebetteten Systemen, die durch ihre Leistungsanforderungen (klein, mittel oder anspruchsvoll) oder durch ihre funktionalen Anforderungen definiert werden können, wie zum Beispiel:

  • Mobile eingebettete Systeme – klein und portabel.
  • Netzwerk eingebetteter Systeme – mit einem Netzwerk verbunden, um Ausgaben für andere Systeme bereitzustellen.
  • Standalone embedded systems – nicht abhängig von einem Host-System.
  • Echtzeit-Embedded-Systeme – liefern die gewünschte Ausgabe in einem definierten Fenster. Diese Arten von eingebetteten Systemen sind für bestimmte medizinische, militärische und industrielle Geräte unerlässlich.

Wofür werden eingebettete Systeme verwendet?

Eingebettete Systeme finden sich in den meisten modernen Technologien. Sie werden häufig in Industriemaschinen, medizinischen Geräten, Unterhaltungselektronik, Automobilen, Kameras, Digitaluhren, mobilen Geräten, Flugzeugen und vielem mehr verwendet.

Einige Geräte enthalten viele eingebettete Systeme, z. B. Mobiltelefone, bei denen es separate eingebettete Systeme für die GUI-Software und -Hardware, das Betriebssystem, die Kamera, das Mikrofon, Sensoren und die USB-Module gibt.

Zukunft eingebetteter Systeme

Obwohl eingebettete Systeme bereits weit verbreitet sind, wird erwartet, dass sie aufgrund ihres Einsatzes in neuen und expandierenden Branchen noch weiter verbreitet werden. Mehrere eingebettete Systeme arbeiten in Technologien wie Drohnen, IoT-Geräten, Wearables, 3D-Druckern und intelligenter Technologie in verschiedenen Sektoren zusammen.

Damit ist unsere Erklärung eingebetteter Systeme abgeschlossen. Sie sind unglaublich nützliche Komponenten, denen wir die Multifunktionalität vieler elektronischer Geräte, die wir täglich verwenden, zu verdanken haben.

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