Eingebettetes System (Embedded System) – was ist das?

Mrz 2, 2021 | Blog

Obwohl es sich nicht alle dessen bewusst sind, hat man mit den eingebetteten Systemen jeden Tag zu tun. Diese werden in vielen Branchen sowie in den Häusern verwendet. Sie können zu wesentlichen Bestandteilen der Gebäudeautomation und zahlreicher Computergeräte sowie elektronischer Geräte werden.

Was ist ein eingebettetes System?

Die sogenannten Embedded Systems sind Computersysteme, eine Art Treiber, die durch das geladene Betriebssystem programmiert und gesteuert werden. Wo kommt der Name „eingebettet“ her? Weil es sich um den Teil eines größeren Gerätes handelt – er dient hauptsächlich zur Steuerung der Arbeit, obwohl es hier natürlich viel von der Spezifität der jeweiligen Software abhängt.

Die wichtigste Eigenschaft des eingebetteten Systems ist, dass es Anforderungen erfüllt, welche in Anlehnung auf die Art der Aufgaben bestimmt werden, die es erfüllen soll. Es ist also kein universelles System mit breitem Anwendungsbereich. Die Anzahl der umgesetzten Tätigkeiten wird streng definiert und eingeschränkt. Was jedoch wichtig ist, stellt dies seinen Vorteil dar. Dadurch ist die Aufgabe der für seine Vorbereitung verantwortlichen Programmierer viel einfacher. Sie können sich nämlich auf eine konkrete Anwendung konzentrieren. Welche Profite sind damit noch verbunden?

  • Mögliche Verminderung des Systemausmaßes.
  • Einfachere Optimierung des Codes.
  • Geringere Produktionskosten.
  • Mehr Möglichkeiten für die Verbesserung der Leistung des Systems und für die Verbesserung der Zuverlässigkeit seiner Funktionsweise.

Worauf stützt sich ein eingebettetes System? Bei modernen Lösungen werden vor allem die Mikrocontroller, also die Prozessoren verwendet, die die peripheren Interfaces und den integrierten Speicher verwenden. Bei etwas älteren oder mehr komplexen Systemen werden immer noch die Mikroprozessoren verwendet. Es lohnt sich hier hervorzuheben, dass jedes eingebettete System anders ist. Es sind also die Methoden der Optimierung und des Testens anders, was wir im weiteren Teil des Textes besprechen.

Anwendung der eingebetteten Systeme

Da wir bereits wissen, was die Embedded Systems sind und wodurch sie sich auszeichnen, können wir ihre Anwendungsbereiche darstellen. Es erweist sich nämlich, dass diese sehr breit sind. Die Systeme werden unter anderem in der Bau-, Automobil-, Medizin-, Elektro-, Industrie-, Bildungs-, Transport- und Gesundheitsbranche verwendet. Es kommen noch die Gebäudeautomation und die in den Häusern genutzten Geräte hinzu.

Das Thema wird jedoch durch die Teilung in Branchen nicht erschöpft. Es lohnt sich, die konkreten Lösungen und die konkreten Geräte zu nennen, die durch die eingebetteten Systeme bestimmte Aufgaben erfüllen können. Sie können auch gesteuert, den Bedürfnissen und Anforderungen der Endnutzer angepasst werden. In welchen Geräten genau können wir die eingebetteten Systeme finden? In diesem Fall ist die Liste noch länger, somit stellen wir nur die gewählten Beispiele dar. Diese lassen sich in der Nützlichkeit der eingebetteten Systeme besser orientieren. Unter den erwähnten Geräten sind also solche Beispiele zu finden:

  • Ampeln,
  • medizinische Geräte,
  • Klimaanlagen,
  • Geldautomaten,
  • Drucker,
  • Taschenrechner,
  • Steuergeräte für die Fahrzeuge,
  • Computergeräte,
  • Klimaanlagen,
  • medizinische Apparatur,
  • Router,
  • Steuergeräte – Sensoren usw.

Es sind nur ein paar Beispiele für die Verwendung der eingebetteten Systeme. Es kann ruhig festgestellt werden, dass sie in den meisten Geräten auftauchen, mit denen wir jeden Tag zu tun haben. Es sind nicht nur Industrie- und Fachgeräte, sondern es sind auch die Hausgeräte. Dies zeigt genau, wie diese Systeme allgemein verwendet und wichtig sind.

Aus diesem Grund ist es so wichtig, ein System in Bezug auf das angenommene Projekt vorzubereiten, welches nach der Analyse entsteht, wie das finale System aussehen soll und für wen es projektiert wird. Dies erfolgt im Rahmen des komplexen Prozesses, welcher auch aus einzelnen Testphasen besteht. Ohne das ist mit finalem Produkt in Form eines Systems ohne menschliche und maschinelle Fehler nicht zu rechnen.

Worauf beruht das Testen der Embedded Software?

Je nach der Komplexität des eingebetteten Systems lohnt es sich, mit dem Testen ein externes Unternehmen zu beauftragen, und zwar am besten ein solches, das über die neuesten Testtechniken- und Geräte verfügt. Dies lässt es in jeder Hinsicht – Leistung und Stabilität der Funktion, leichte Bedienung, Sicherheit usw. genau analysieren.

Das Embedded Testen wird durchgeführt, um verschiedene Mängel und Fehler aufzudecken und zu beseitigen, die die Funktionsweise des Systems beeinflussen könnten. Der Hersteller muss diese loswerden, bevor ein System an den Endnutzer gelangt. Was wichtig ist, erfolgt das Testen in verschiedenen Phasen. In jeder Phase werden konkrete Lösungen gewählt, die das bereits erwähnte Ziel, also die Vorbereitung des fehlerfreien Produktes erreichen lassen.

Die Fachleute führen die Modul-, Integrations-, System- und Akzeptanztests durch. Wie bereits hervorgehoben, werden in jeder Phase eine konkrete Strategie gewählt und die besten Testtechniken und Werkzeuge verwendet.

Es lohnt sich hier hervorzuheben, dass die von uns besprochene Analyse des eingebetteten Systems durch manuelle oder automatische Tests erfolgen kann. Im ersten Fall wird der Quelltext durch einen Programmierer nach eventuelle Unklarheiten, Fehler und Mängel durchsucht. Er schlägt alle Lösungen vor, die den Code optimieren und eventuelle Lücken beseitigen lassen.

Handelt es sich um die automatischen Tests, wird die Analyse des Codes durch ein speziell vorbereitetes Testprogramm durchgeführt. Die Aufgabe des Programmierers ist also, dieses vorzubereiten und umzusetzen. Es ist eine wesentlich schnellere Methode, aber sie ist oft schwieriger. Es muss nämlich ziemlich auf die Bearbeitung und die Auswahl des Testwerkzeugs viel Aufmerksamkeit gelenkt werden.

Warum lohnt es sich, die Fachleute mit dem Testen zu beauftragen? Weil sie die Verwendung der besten Lösungen garantieren, die nicht nur Fehler beseitigen, sondern auch den Code wesentlich optimieren lassen. Dies spiegelt sich in der größeren Leistung und Zuverlässigkeit des Systems, den höheren Sicherheitsgrad und in den geringeren Nutzungskosten und den Kosten des zukünftigen Ausbaus wider. Die Firmen, die die Tests bestellen, profitieren auch von der großen Zeit- und Geldersparnis.

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