Desenvolvimento

7 ago, 2015

Hack ‘n’ Cast – Sistemas Embarcados – Parte 01

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Existe uma computação oculta no mundo, ela quase nunca é notada, é sorrateira, muito furtiva, mas faz o mundo moderno girar. Através dela, celulares tocam, brinquedos alegram, automóveis andam, aviões voam e marcapassos seguem mantendo pessoas cardíacas vivas. Esses “pequenos agentes” são de longe o maior uso da computação, e superam em muito o número de PCs, notebooks servidores e correlatos. Esses pequenos “átomos computacionais” estão por toda parte, no seu telefone, carro, relógio, bicicleta, roteador Wi-Fi e agora estão chegando no nosso vestuário. Estamos falando dos computadores projetados para trabalhar nos bastidores: os sistemas embarcados (baseado no texto do André Delai).

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O que é

O nome “Sistemas Embarcados” é uma adaptação do inglês Embedded Systems, que também é comumente abreviado como SEs.

Os sistemas embarcados se referem ao uso de hardware (eletrônica) e software (instruções) incorporados em um dispositivo com um objetivo pré-definido. Geralmente resumido como um “computador encapsulado” com propósitos específicos ou restritos que faz trabalhos de “interface com o mundo real”.

Essa interface com o mundo real é realizada através de “atuadores” e seu efeito no mundo ao nosso redor é monitorado através de “sensores”.

Exemplos:

  • Relógios digitais;
  • MP3 players;
  • PDAs;
  • Semáforos;
  • Controladores de potência e servo-motores;
  • Roteadores, access points;
  • Mísseis teleguiados;
  • Telefones celulares;
  • Televisores

História

Curiosamente, nos anos 1940, todos os computadores eram de propósitos específicos, como o cálculo de mísseis balísticos, mas eram grandes demais para serem considerados “embarcados”. Já no início dos anos 1960, uma das primeiras formas conhecidas de sistemas embarcados foi criada, o projeto Apollo Guidance Computer, desenvolvido pela Charles Stark Draper no Laboratório de Instrumentação do MIT. Esse computador de bordo da Apollo e do modulo lunar auxiliava os astronautas na navegação, pilotagem e controle das espaçonaves.

O primeiro “embarcado” a ser comercializado em massa foi o Autonetics D-17B Guidance Computer, do LGM-30 Minuteman Missile (1961), ele pesava 28Kg, possuía 1,521 transistores, 6,282 diodos, 1,116 capacitores e 504 resistores. Em 1966, quando a segunda versão do Minuteman foi lançada, o computador guia foi atualizado, e em grande parte era composto por circuitos integrados (pastilhas de silício).

Essa produção em massa reduziu o custo de portas NAND de $1.000,00 para $3,00, tornando a tecnologia acessível para produtos comerciais – era a guerra tornando nossas vidas mais confortáveis. Desde então, os sistemas embarcados têm reduzido de tamanho (miniaturização) e aumentado em poder de processamento, mas sempre se mantendo a um preço comercialmente acessível.

Em 1978, a “National Engineering Manufacturers Association” criou um padrão para microcontroladores programáveis, incluindo quase todos os controladores baseados em computadores, como os “single board computers“.

Em meados dos anos 1980, vários componentes externos (memória, sistema de entrada e saída) foram integrados ao chip do microprocessador, o que resultou na criação dos microcontroladores e na difusão definitiva dos sistemas embarcados.

Com os microcontroladores custando $1, todas as “interfaces” analógicas com circuitos elétricos, como knobs ligados a potenciômetros ou capacitores variáveis, foram trocadas por eletrônica digital (up-down buttons ou knobs interpretados por sistemas digitais). No fim da década de 1980, os sistemas embarcados deixaram de ser exceção para se tornarem a regra.

Fontes de aprendizagem

Músicas: Toda a trilha sonora deste episódio é composta por canções do álbum …Plays Guitar do violonista Gillicuddy, que está disponível sob a licença Creative Commons by 4.0.