Micro Control Adores

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` UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería Materia: Microcontroladores Profesor: M.C. Pinto Ramos Marco Antonio Alumno: De Rosas Nava Francisco Fecha de Entrega: 25/Marzo/2014

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    UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA

    Facultad de Ciencias Qumicas e Ingeniera

    Materia:

    Microcontroladores

    Profesor:

    M.C. Pinto Ramos Marco Antonio

    Alumno:

    De Rosas Nava Francisco

    Fecha de Entrega: 25/Marzo/2014

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    Introduccin

    El avance de la electrnica digital parece imparable, sobre todo desde la introduccin de

    los circuitos microprogramables. La principal ventaja de estos dispositivos es que se puede

    integrar prcticamente todos los circuitos de multitud de aplicaciones en un solo chip. Una vez

    diseados, estos chips se fabrican de forma masiva y a bajo precio, con la posibilidad de

    cambiar su funcionalidad dependiendo de una determinada programacin por parte del

    usuario. Todo esto parece fcil de imaginar, los tcnicos electrnicos a no se tienen que romper

    la cabeza proyectando complicados circuitos que sean capaces de comportarse de una

    determinada manera y que, posteriormente, haya que montar una placa de circuito impreso

    con tcnicas analgicas o digitales, sino que ahora podemos disponer de un circuito estndar

    con toda la electrnica montada de fabrica (hardware) y que no sabe hacer nada hasta que se

    lo enseemos con un programa (software).

    Primero se desarrollo el microprocesador, que en la actualidad es la unidad central de

    proceso de los computadores modernos, y posteriormente apareci el microcontrolador que

    gobierna la mayora de los dispositivos electrnicos, los sistemas de automatizacin industrial,

    etc.

    Con lo estudiado hasta ahora, para conseguir una determinada aplicacin mediante

    circuitos digitales, nos veamos obligados a realizar diseos que combinan circuitos lgicos

    secuenciales con combinacionales, dando lugar a circuitos complejos que utilizan muchos

    componentes y que, una vez montados, solo sirven para esa aplicacin concreta. Esta forma de

    trabajar, conocida como lgica cableada, da lugar a dispositivos muy caros, con muchos ajustes

    y fallos.

    Ahora imaginemos que se pudiese fabricar un dispositivo electrnico en un solo chip,

    que mediante una adecuada programacin externa pudiera servir para mltiples aplicaciones.

    La lgica cableada obliga a construir un circuito

    diferente por cada controlador.

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    Es decir, que con un solo componente, se pudiera construir multitud de circuitos sin tener que

    cambiar sus conexiones internas. Pues estos dispositivos ya existen, y hacemos referencia a los

    circuitos microprogramables, como es el caso de los microprocesadores y los

    microcontroladores, que tambin se les conoce por el nombre de lgica programada.

    Esta revolucin tecnolgica comenz en el ao 1971 con la aparicin del primer

    microprocesador fabricado en un solo circuito integrado, que consigui reducir el tamao de

    los circuitos electrnicos y simplifico enormemente su diseo.

    Un mismo circuito microprogramable puede

    utilizarse para el control de diferentes

    aplicaciones cambiando la programacin y

    la conexin de las entradas/salidas.

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    Microprocesadores

    Hasta los aos setenta los controladores se realizaban nicamente con lgica cableada,

    despus se utilizaron los microprocesadores en combinacin con circuitos integrados de

    memoria y de unidades de entrada/salida montados sobre un circuito impreso. El

    microprocesador dio lugar al gran invento de siglo XX, el ordenador personal.

    El gran avance de las nuevas tecnologas de integracin ha conseguido que todos los

    circuitos que necesita un controlador programable se puedan incluir en un solo chip, dando

    lugar al nacimiento del microcontrolador.

    Concepto

    El microprocesador es un chip, un componente electrnico cuyo interior esta formado

    por miles y miles de transistores, cuya combinacin permite realizar el trabajo que tenga

    encomendado el circuito o chip.

    Los micros, suelen tener forma de cuadrado o rectngulo negro, y van bien sobre un

    elemento llamado zcalo (socket en ingles), soldados en la placa, o metidos dentro de una

    especia de cartucho que se conecta a la placa base (aunque el chip en si esta soldado en el

    interior de dicho cartucho).

    Al microprocesador se le denomina tambin La CPU (Central Process Unit, Unidad

    Central de Proceso), aunque este termino se emplea a veces de forma incorrecta para referirse

    a toda la caja que contiene la placa base, el microprocesador, las tarjetas y el resto de la

    circuitera principal.

    Un microprocesador es un circuito de alta escala de integracin (LSI), constituido por

    otros ms simples, como por ejemplo, biestables, contadores, registros, decodificadores,

    Microcontrolador fabricado en un solo chip

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    comparadores, convertidores, etc., que se insertan en un solo circuito integrado. A todos estos

    componentes se les conoce como hardware del microprocesador. Para que este dispositivo

    pueda llevar a cabo diferentes funciones sin tener que modificar su hardware, su diseador ha

    preparado una lista de instrucciones a las que el microprocesador obedece ciegamente. Este

    juego de instrucciones es el lenguaje con el que nos comunicamos con el y se conoce como

    software.

    Los microprocesadores de hoy en da son capaces de hacer mltiples aplicaciones a una

    velocidad de vrtigo, para lo que necesitan para su diseo de millones de transistores y un

    amplio juego de instrucciones.

    La funcin del microprocesador es la de procesar informacin. Ejecuta instrucciones

    almacenadas como nmeros binarios organizados secuencialmente en la memoria principal.

    Dado que esta informacin fluye en grandes cantidades, el sistema de control basado en un

    microprocesador requiere del uso de una o varias memorias que almacenan dicha informacin

    de modo temporal.

    Arquitectura interna

    Con el paso del tiempo la tecnologa avanza as como la escala de integracin de

    componentes es mayor. Pues a la hora de elegir un procesador deberemos tener en cuenta hoy

    en da una serie de caractersticas como:

    Velocidad bruta (Mhz, Ghz, etc).

    Bits de trabajo (actualmente 32 o 64).

    Numero de ncleos

    Ancho de banda del bus de datos

    Controlador de memoria

    Latencia que mide el tiempo de respuesta de la memoria cache

    Tipo de memorias que requiere para funcionar

    Funciones del microprocesador

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    Funcionamiento

    Cuando se ejecuta un programa, el registro de la CPU, llamado contador de programa,

    lleva la cuenta de la siguiente instruccin, para garantizar que las instrucciones se ejecuten en

    la secuencia adecuada.

    La unidad de control de la CPU coordina y temporiza las funciones de la CPU, tras lo cual

    recupera la siguiente instruccin desde memoria.

    La instruccin viaja por el bus desde la memoria hasta la CPU, donde se almacena en el

    registro de instruccin. Entretanto, el contador de programa se incrementa en uno para

    prepararse para la siguiente instruccin.

    A continuacin, la instruccin actual es analizada por un decodificador, que determina lo

    que har la instruccin. Cualquier dato requerido por la instruccin es recuperado desde la

    RAM y se almacena en el registro de datos de la CPU.

    Finalmente, la CPU ejecuta la instruccin, y los resultados se almacenan en otro registro

    o se copian en una direccin de memoria determinada. El mismo proceso se repite para la

    siguiente instruccin hasta llegar al fin del programa.

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    Microcomputadoras

    Elementos bsicos

    Es importante comprender la diferencia entre microcomputadora (C) y

    microprocesador (P). Una microcomputadora contiene varios elementos, el ms importante es

    el microprocesador. Por lo general el microprocesador es un solo CI que contiene toda la

    circuitera de las unidades de control y aritmtica-lgica, en otras palabras, la CPU. Es comn

    referirse al microprocesador como la MPU (Unidad del microprocesador), puesto que es la CPU

    (Unidad central de procesamiento) de la microcomputadora. Esto se ilustra en la siguiente

    figura donde se muestran los elementos bsicos de una microcomputadora.

    La unidad de memoria muestra dispositivos RAM y ROM. La seccin de RAM consta de

    uno o ms chips LSI configurados para proporcionar la capacidad de memoria diseada. Esta

    seccin de memoria se usa para almacenar programas y datos, los cuales cambiaran con

    frecuencia durante el curso de operacin. Tambin se usa como almacenamiento para

    resultados intermedios y finales de operaciones realizadas durante la ejecucin de un

    programa.

    Elementos bsicos de una microcomputadora

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    La seccin ROM contiene uno o ms chips ROM para almacenar instrucciones y datos

    que no cambian y que no se deben perder cuando se interrumpa la energa. Por ejemplo,

    almacena el programa de arranque que la microcomputadora ejecuta al momento de

    encendido, o puede almacenar una tabla de cdigos ASCII necesaria para dar salida a

    informacin a algn dispositivo externo como una impresora.

    Las secciones de entrada y salida contienen los crculos de interfaz necesarios para

    permitir que los perifricos se comuniquen apropiadamente con el resto de la computadora. En

    algunos casos estos circuitos de interfaz son chips LSI diseados por el fabricante de la MPU,

    para conectar la MPU a una variedad de dispositivos de E/S. En otros casos los circuitos de

    interfaz pueden ser tan simples como un registro de bfer. En muchas aplicaciones de control

    implantadas, todos los elementos bsicos de una microcomputadora estn integrados en un

    solo CI: la microcomputadora de un solo chip.

    El microprocesador (la MPU), es el corazn de cada microcomputadora. Realiza una

    variedad de funciones, entre las cuales se encuentran:

    1. Proporcionar seales de sincronizacin y control para todos los elementos de la

    microcomputadora.

    2. Buscar instrucciones y datos en la memoria.

    3. Transferir datos hacia y desde la memoria y a los dispositivos de E/S.

    4. Contar con instrucciones de decodificacin.

    5. Realizar las operaciones aritmticas y lgicas que requieren las instrucciones.

    6. Responder a seales de control generadas por operaciones de E/S, tales como

    RESTABLECER (RESET) e INTERRUMPIR (INTERRUPT).

    La MPU contiene toda la circuitera lgica para llevar a cabo estas funciones, pero su lgica

    interna por lo general no es accesible de forma externa. En lugar de eso, se puede controlar

    lo que sucede dentro de la MPU mediante el programa de instrucciones que se puso en

    memoria para que lo ejecute la MPU. Esto es lo que hace a la MPU tan verstil y flexible,

    cuando se desee cambiar su operacin, simplemente se cambian los programas

    almacenados en la RAM (Software) o ROM (Firmware) en vez de volver a alambrar los

    componentes electrnicos (Hardware).

    La lgica interna de la MPU es extremadamente compleja, pero se puede considerar

    como si constara de tres secciones bsicas: la seccin de control y sincronizacin, la seccin

    de registro y la ALU. Aunque hay interacciones definidas entre estas tres secciones, cada

    una tiene funciones especficas.

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    Microcontroladores

    Primero que todo comenzaremos definiendo que son los microcontroladores: Los

    microcontroladores (abreviado C, UC o MCU) son circuitos integrados que son capaces de

    ejecutar rdenes que fueron grabadas en su memoria. Su composicin esta dada por varios

    bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea especifica, son dispositivos que operan uno o

    ms procesos, por lo general los microcontroladores estn basados en la arquitectura de

    Harvard, la cual consiste en dispositivos de almacenamiento separados (memoria de programa

    y memoria de datos).

    Tambin se puede definir un microcontrolador como un circuito digital que ana, en un

    solo circuito integrado CI, la mayora de los elementos necesarios para construir un sistema

    electrnico digital microprogramado. Actualmente son la base de la mayora de los sistemas

    digitales de control comercializados. Hasta hace no muchos anos construir un sistema de este

    tipo requera un gran nmero de circuitos integrados, que implementaban los diferentes

    subsistemas. El resultado era un equipo voluminoso, caro y con un grado de fiabilidad no muy

    elevado.

    Las principales razones que han incidido en el xito de los microcontroladores en las

    aplicaciones de control las podemos resumir en las siguientes:

    Reduccin de tamao

    Reduccin de costo

    Aumento de la fiabilidad

    Los subsistemas que contiene un microcontrolador son normalmente:

    CPU (Unidad Central de Proceso)

    Memoria RAM

    Memoria de programa

    Principales reas funcionales de un

    microprocesador

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    Temporizadores y contadores

    Puertos de comunicacin en serie y paralelo

    Lneas individuales de entrada/salida

    Controlador de interrupciones

    El termino microcontrolador esta dado por dos palabras que son Micro-Controlador

    las cuales tienen por significado pequeo (en tamao) y maniobrar o controlar (funcin

    principal) procesos los cuales son definidos mediante la programacin.

    Un micro controlador esta constituido en su interior por las tres principales unidades

    funcionales de una computadora, las cuales son: unidad central de procesamiento, memoria y

    perifricos de entrada y salida.

    En fin un microcontrolador es un sistema completo, con unas prestaciones limitadas que

    no pueden modificarse y que puede llevar a cabo las tareas para las que ha sido programado de

    forma autnoma.

    Arquitectura de los microcontroladores

    Arquitectura Von Neumann La arquitectura tradicional:

    La arquitectura tradicional de computadoras

    y microcontroladores se basa en el esquema

    propuesto por John Von Neumann, en el cual la

    unidad central de proceso, o CPU, esta

    conectada a una memoria nica que contiene

    las instrucciones del programa y los datos. El

    tamao de la unidad de datos o instrucciones

    esta fijado por el ancho del bus de la memoria.

    Las dos principales limitaciones de esta

    arquitectura tradicional son:

    Que la longitud de las instrucciones esta limitada por la unidad de longitud de los datos,

    por lo tanto el microprocesador debe hacer varios accesos a memoria para buscar

    instrucciones complejas.

    La velocidad de operacin (o ancho de banda de operacin) esta limitada por el efecto

    de cuello de botella que significa un bus nico para datos e instrucciones que impide

    superponer ambos tiempos de acceso.

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    La arquitectura von Neumann permite el diseo de programas con cdigo automodificable,

    prctica bastante usada en las antiguas computadoras que solo tenan acumulador y pocos

    modos de direccionamiento, pero innecesaria, en las computadoras modernas.

    La arquitectura de Harvard y sus ventajas:

    La arquitectura conocida como

    Harvard, consiste simplemente en un

    esquema en el que el CPU esta

    conectado a dos memorias por

    intermedio de dos buses separados.

    Una de las memorias contiene

    solamente las instrucciones del

    programa, y es llamada Memoria de

    Programa. La otra memoria solo almacena

    los datos y es llamada Memoria de Datos. Ambos buses son totalmente independientes y

    pueden ser de distintos anchos. Para un procesador de Set de Instrucciones Reducido, o RISC

    (Reduced Instruccin Set Computer), el set de instrucciones y el bus de la memoria de

    programa pueden disearse de manera tal que todas las instrucciones tengan una sola posicin

    de memoria de programa de longitud. Adems, como los buses son independientes, el CPU

    puede estar accediendo a los datos para completar la ejecucin de una instruccin, y al mismo

    tiempo estar leyendo la prxima instruccin a ejecutar. Podemos observar claramente que las

    principales ventajas de esta arquitectura son:

    El tamao de las instrucciones no esta relacionado con el de los datos, y por lo tanto

    puede ser optimizado para que cualquier instruccin ocupe una sola posicin de

    memoria de programa, logrando as mayor velocidad y menor longitud de programa.

    El tiempo de acceso a las instrucciones puede superponerse con el de los datos,

    logrando una mayor velocidad de operacin.

    Una pequea desventaja de los procesadores con arquitectura Harvard, es que deben

    poseer instrucciones especiales para acceder a tablas de valores constantes que pueda ser

    necesario incluir en los programas, ya que estas tablas se encontraran fsicamente en la

    memoria de programa (por ejemplo en la EPROM de un microprocesador).

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    Arquitectura Interna de un Microcontrolador

    CPU (unidad central de proceso):

    Podemos decir que la CPU, siglas en ingls de unidad central de proceso, es el ncleo del

    microcontrolador. Se encarga de ejecutar las instrucciones almacenadas en la memoria, de la

    que hablaremos ms adelante. Es lo que habitualmente llamamos procesador o

    microprocesador, trmino que a menudo se confunde con el de microcontrolador. En esta lnea

    cabe aclarar que, tal y como estamos viendo, ambos trminos no son lo mismo: el

    microprocesador es una parte de un microcontrolador y sin l no sera til; un

    microcontrolador, en cambio, es un sistema completo que puede llevar a cabo de forma

    autnoma una labor.

    Memoria:

    Entendemos por memoria los diferentes componentes del microcontrolador que se

    emplean para almacenar informacin durante un periodo determinado de tiempo. La

    informacin que necesitaremos durante la ejecucin del programa ser, por un lado, el propio

    cdigo, y por otro, los diferentes datos que usemos durante la ejecucin del mismo.

    Hablaremos por tanto de memoria de programa y de memoria de datos, respectivamente.

    La diferente naturaleza de la informacin que hay que almacenar hace necesario el uso

    de diferentes tipos memorias. Sin hacer especial nfasis en este apartado, s habr que tener en

    cuenta una clasificacin bsica, que distingue entre memoria voltil y no voltil. La primera es

    aquella que pierde la informacin que almacena al desconectarla de la alimentacin; la

    segunda, como resulta obvio, no. Por lo tanto, se hace evidente que al menos la memoria de

    programa deber ser no voltil: no sera prctico que el programa grabado en el

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    microcontrolador se borrara cada vez que apagramos el dispositivo. Con respecto a la

    memoria de datos, diremos por el momento segn la situacin puede interesarnos una u otra.

    Unidades de entrada/salida:

    Las unidades de entrada/salida son los sistemas que emplea el microcontrolador para

    comunicarse con el exterior. Imaginemos una televisin: por un lado tiene un dispositivo de

    salida, como es la pantalla, y por otro lado, de entrada, como son los botones de subir o bajar

    volumen y de cambio de canal. As, los dispositivos de entrada nos permitirn introducir

    informacin en el microcontrolador y los de salida nos servirn para que ste la saque al

    exterior.

    Arquitectura RISC y CISC

    RISC (Reduced Instruction Set Computer) Computadora con Juego de Instrucciones Reducidas.

    En este caso la idea es que el microcontrolador reconoce y ejecuta slo operaciones

    bsicas (sumar, restar, copiar etc.). Las operaciones ms complicadas se realizan al combinar

    stas (por ejemplo, multiplicacin se lleva a cabo al realizar adicin sucesiva). Es como intentar

    explicarle a alguien con pocas palabras cmo llegar al aeropuerto en una nueva ciudad. Sin

    embargo, no todo es tan oscuro. Adems, el microcontrolador es muy rpido as que no es

    posible ver todas las acrobacias aritmticas que realiza. El usuario slo puede ver el resultado

    final de todas las operaciones. Por ltimo, no es tan difcil explicar dnde est el aeropuerto si

    se utilizan las palabras adecuadas tales como: a la derecha, a la izquierda, el kilmetro etc.

    CISC (Complex Instruction

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    Set Computer) Computadoras con un juego de instrucciones complejo.

    CISC es opuesto a RISC, los microcontroladores diseados para reconocer ms de 200

    instrucciones diferentes realmente pueden realizar muchas cosas a alta velocidad. No obstante,

    uno debe saber cmo utilizar todas las posibilidades que ofrece un lenguaje tan rico, lo que no

    es siempre tan fcil.

    Ventajas y Desventajas de Microcontroladores

    Las principales ventajas con las que cuentan los microcontroladores son:

    Reduccin de la cantidad de espacio en la implementacin de un diseo dado.

    Reduce el costo de implementacin.

    Permite desarrollo de aplicaciones especficas de manera ms rpida y eficiente.

    Los fabricantes dan mucho soporte sobre las aplicaciones ms comunes.

    Se adaptan mejor a aplicaciones especficas.

    No es necesario disear circuitos complejos.

    Circuito impreso es ms pequeo dado que los componentes se encuentran en el

    circuito integrado.

    Costo reducido, por el nmero reducido de componentes.

    Los problemas de ruido elctricos que pueden afectar a los sistemas con

    microprocesador, se eliminan, debido a que todo el sistema principal, se encuentra en

    un solo encapsulado.

    El tiempo de desarrollo de un sistema de microcontrolador se reduce notablemente.

    Mientras que cuenta con pocas desventajas, las cuales son:

    El CPU de los microcontroladores es ms simple, sus instrucciones estn orientadas,

    fundamentalmente a la operacin de cada una de las lneas de entrada y salida.

    La memoria RAM de datos de los microcontroladores, es baja de capacidad. Esto por

    que las aplicaciones de control e instrumentacin no requieren almacenar gran cantidad

    de informacin temporal.

    La memoria ROM de programa es limitada. Por lo general no es mayor a 4K por

    instruccin.

    No tiene accesible al usuario los buses de direcciones, datos y control. (Hay excepciones

    en los que pueden ser accedidos por puertos)

    Velocidad de operacin lenta con respecto a los microprocesadores. Sin embargo, hay

    microcontroladores que operan a 50MHZ.

    Es necesario un sistema de desarrollo para cada familia de controladores. Software con

    editor de textos, ensamblador y simulador de programas.

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    Sistemas Empotrados

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    Un sistema embebido (SE) o sistema empotrado lo vamos a definir como un sistema

    electrnico diseado especficamente para realizar unas determinadas funciones,

    habitualmente formando parte de un sistema de mayor entidad. La caracterstica principal es

    que emplea para ello uno o varios procesadores digitales (CPUs) en formato microprocesador,

    microcontrolador o DSP lo que le permite aportar inteligencia al sistema anfitrin al que ayuda

    a gobernar y del que forma parte.

    En el diseo de un sistema embebido se suelen implicar ingenieros y tcnicos

    especializados tanto en el diseo electrnico hardware como el diseo del software. A su vez

    tambin se requerir la colaboracin de los especialistas en el segmento de usuarios de tales

    dispositivos, si hubiese lugar a ello.

    Por lo tanto, un sistema empotrado tiene como integrante fundamental al computador, ya

    sea en sus versiones de microprocesador o de microcontrolador. Lo esencialmente importante

    es que su funcionamiento se lleve a cabo mediante programacin. Pero como el componente

    computador no se puede ver como tal, se debe incluir los datos de entrada, y obtener los datos

    de salida, de un modo no convencional. Esta situacin implica que al sistema computador hay

    que aadirle componentes hardware para tal efecto.

    Clasificacin de sistemas empotrados

    Arquitectura tpica de un sistema empotrado

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    Una gran cantidad de dispositivos pueden ser considerados como sistemas empotrados.

    Podemos encontrar diferentes clasificaciones de este tipo de sistemas. Una de las principales se

    puede encontrar si consideramos su interaccin con el resto del entorno. Atendiendo a esta

    caracterstica, podemos encontrar los siguientes sistemas:

    Sistemas reactivos: Son aquellos sistemas que siempre interactan con el exterior, de tal

    forma que la velocidad de operacin del sistema deber ser la velocidad del entorno

    exterior.

    Sistemas interactivos: Son aquellos sistemas que siempre interactan con el exterior, de

    tal forma que la velocidad de operacin del sistema deber ser la velocidad del propio

    sistema empotrado.

    Sistemas transformacionales: Son aquellos sistemas que no interactan con el exterior,

    nicamente toma un bloque de datos de entrada y lo transforma en un bloque de datos

    de salida, que no es necesario en el entorno.

    Anlisis y Diseo

    La concepcin del sistema en su globalidad, parte de una idea de una persona, e un equipo

    de diseo o de un encargo a medida realizado para un cliente que desea resolver una

    determinada necesidad. Podemos establecer un serie de tareas previas que culminarn en

    la elaboracin de un anteproyecto, en base al cual se tomarn las decisiones de seguir

    adelante o descartar el proceso:

    1. Determinacin de los requisitos globales del sistema.

    2. Seleccin del microprocesador, microcontrolador o DSP ms adecuado.

    3. Seleccin de la tecnologa de fabricacin ms adecuada.

    4. Eleccin de la memoria y del sistema operativo si procede.

    5. Determinacin de las entradas-salidas, comunicaciones, etc.

    6. Determinacin de las necesidades de homologacin en funcin de la aplicacin.

    7. Seleccionar el equipo humano mas adecuado para su desarrollo, seleccin de

    proveedores hardware y software, etc.

    8. Realizacin de un anteproyecto, lo mas detallado posible que nos permita realizar

    una evaluacin sobre la viabilidad tcnica y econmica del sistema as como generar

    un presupuesto de costes lo mas veraz posible.

    Fases tpicas de diseo

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    Una vez tomada la decisin de proceder a la fabricacin del SE, vamos a describir

    brevemente las fases tpicas de diseo en cualquier sistema electrnico, sea ste embebido o

    no lo sea. Desde la primera fase, conocida como diseo previo del sistema, hasta la ltima, que

    consiste en la decisin del producto final, se debe de cuidar el orden de ejecucin de las tareas

    y solapar todas las que sea posible de modo que se obtenga un producto fiable en el menor

    tiempo posible.

    A continuacin se describen cada una de las fases a seguir durante el diseo:

    1. Diseo inicial del sistema que incluye toda una serie de tareas que acabarn en la

    elaboracin de un esquema elctrico del mismo y en un diseo de necesidades

    software.

    2. A partir del esquemtico y de la forma fsica de cada uno de los componentes que

    intervienen, elaborar un diseo hardware del mismo. Esta tarea incluye el

    posicionamiento de cada uno de los componentes y el ruteado de las pistas de cobre

    que realizarn las necesarias interconexiones entre los pines de los componentes,

    generando un prototipo de PCB, sobre el que se realiza el montaje o ensamblado de

    todos y cada uno de los dispositivos mediante el procedimiento de soldadura mas

    adecuado. Termina en un prototipo hardware.

    3. Desarrollo del prototipo de software con la programacin inicial del micro o de los

    micros que formen parte del SE.

    4. Integracin hardware/software mediante el volcado o programacin en el circuito de los

    micros. Se dispondr as del primer prototipo listo para proceder a su testeo y

    depuracin.

    5. Pruebas y depuracin del software y hardware mediante el empleo de prototipos hasta

    llegar a la versin final. Si se detectan errores en el hardware ser necesario proceder a

    redisear la placa y volver a comenzar el proceso. Si los errores son de software, el

    proceso es similar, solo que menos costoso en cuanto a materiales que no en cuanto a

    horas de ingeniera.

    6. Producto Final. Tras el resultado satisfactorio en todas las pruebas se conseguir el

    producto final. En el caso de previsiones de fabricacin masiva ser necesario fabricar

    pre-series y probarlas para as minimizar los imprevistos de cara a la fabricacin en serie

    de altas cantidades.

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    Ejemplo de esquemtico de un SE

    Ejemplo de Programa para la generacin del layout de

    un PCB

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    Ejemplos de Sistemas Empotrados

    Ejemplo de sistema de navegacin de un vehculo autnomo.

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    Un ejemplo tpico de un sistema empotrado puede ser el sistema de navegacin de un

    vehculo. Supongamos que tenemos un vehculo con tres sensores en la parte delantera, con un

    radio de accin de diez metros cada uno, tal como se muestra en la figura anterior. Al sistema

    se le introduce el punto de inicio y el punto de destino, y debe ser capaz de sortear los posibles

    obstculos que se encuentre en su trayectoria.

    Dentro de la electrnica de consumo podemos encontrar a las cmaras digitales (ya

    sean de fotos o de video).

    Dentro de los electrodomsticos podemos encontrar lavadoras, microondas.

    Dentro del campo de automvil podemos encontrar el sistema de frenado.

    Dentro de las plantas industriales podemos encontrar cualquier controlador de una

    planta.

    Dentro de los productos informticos podemos encontrar las impresoras. As como los

    faxes y telfonos que entran ms en la categora de comunicaciones.

    Sistemas empotrados dentro del hogar.

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    Bibliografa

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