Einführung
Was sind eingebettete Systeme?
Der Begriff des eingebetteten Systems bezeichnet einen Rechner (Mikrocontroller, Prozessor, DSP, SPS), welcher dezentral in einem technischen Gerät, in einer technischen Anlage, allgemein in einem technischen Kontext eingebunden (eingebettet) ist. Dieser Rechner hat die Aufgabe, das einbettende System zu steuern, zu regeln, zu überwachen oder auch Benutzerinteraktion zu ermöglichen und ist speziell für die vorliegende Aufgabe angepasst.
Eigenschaften eingebetteter Systeme
Der Formfaktor eingebetteter Systeme ist im Regelfall ein anderer als bei Standard-PCs, da die Baugruppen kompakter aufgebaut sind. Eingebettete Systeme besitzen im Regelfall keine mechanisch-beweglichen Komponenten. Die Prozessoren werden mit moderaten Taktraten betrieben und können entsprechend lüfterlos passiv gekühlt werden. Der Vorteil eines niedrig getakteten, lüfterlosen Systems liegt auf der Hand: Die Komponenten erwärmen sich weniger stark und haben daher eine längere Lebensdauer, das Gehäuse benötigt keine Lufteinlassöffnungen und kann daher staubdicht ausgeführt werden (vgl. auch Schutzarten: IP54, IP65 usw.).
Darüber hinaus werden eingebettete Systeme oft auch für einen größeren Temperaturbereich spezifiziert, da die Prozessoren beispielsweise im Kfz einer viel größeren Temperaturschwankung ausgesetzt werden als im Standard-PC im Büro. Je nach Einbauposition des Systems in der Fahrgastzelle kann hier ein Temperaturbereich von bis zu -50° bis +120° erforderlich sein.
Eingebettete Systeme besitzen im Regelfall zusätzliche Schnittstellen symmetrischer Art (RS-422), Busschnittstellen (Inter-IC-Bus (I²C)), Feldbusschnittstellen (RS-485; CAN und Profibus auf RS-485), digitale Ein- und Ausgänge (DIOs), analoge Ein- und Ausgänge und Schnittstellen zu bestimmten LC-Displays.
Auf den folgenden Seiten wird speziell in einige Schwerpunktthemen des Buches eingeführt: