Come sviluppare un sistema embedded affidabile

Come sviluppare un sistema embedded affidabile

Un lettore DVD, un navigatore satellitare, un bancomat o una lavatrice: cosa hanno in comune? Sono tutti apparecchi che utilizziamo tutti i giorni e che integrano sistemi embedded. Ma di cosa si tratta esattamente? Scopriamolo in questo articolo.

I componenti fondamentali di un sistema embedded

Con i sistemi embedded facciamo riferimento a tutti quei microprocessori progettati per uno specifico utilizzo, e quindi per portare a termine un compito predeterminato. Questi sistemi sono infatti molto semplici, tutta la componentistica hardware è ridotta al minimo indispensabile, ma sono comunque capaci di garantire prestazioni elevate dell’apparecchio in cui vengono utilizzati.

Un sistema embedded è costituito da alcuni componenti fondamentali: un processore, una memoria, un alimentatore e delle porte di comunicazione. Proprio attraverso queste porte avviene lo scambio di informazioni con l’ambiente esterno, dati che sono poi elaborati dal software sviluppato per la funzione specifica di un dato sistema embedded.

Per questi sistemi, il processore utilizzato può essere un microcontroller o un microprocessore. Quest’ultimo necessita di più circuiti di supporto in quanto il suo chip non è dotato della memoria e delle periferiche; i microcontrollori hanno tutto già integrato all’interno del chip.

Come sviluppare un sistema embedded sicuro

Per sviluppare un sistema embedded sicuro bisogna partire dalla sua architettura: distribuita o centralizzata. Vi sono poi tutta una serie di variabili da considerare: dimensioni, prestazioni, tempi di sviluppo, possibilità di aggiornamento e costi. Generalmente si parte da un’analisi di contesto per capire dove verrà utilizzato il sistema e quali saranno i suoi obiettivi. Nelle fasi iniziali di sviluppo si procede con la definizione delle specifiche secondo un approccio flessibile, ossia che consenta di essere modificata in corso d’opera senza stravolgere il processo di sviluppo e produzione.

La progettazione di questi sistemi deve poi soddisfare tutti questi requisiti:

• Special purpose: il sistema deve eseguire una o poche azioni in maniera ripetuta;
• Efficienza energetica;
• Memoria di computazione ridotta;
• Affidabilità: il sistema deve svolgere le operazioni in un determinato periodo di tempo;
• Reattività: il sistema deve reagire agli stimoli fornitogli.

Come mantenere un sistema embedded

I sistemi embedded sono oggi presenti nella maggior parte dei dispositivi tecnologici che utilizziamo. Vengono utilizzati per il funzionamento di macchine industriali, apparecchiature mediche, elettronica di consumo, auto, orologi digitali e tanti altri dispositivi mobili. 

Uno stesso dispositivo può contenere più sistemi embedded, come accade per i nostri smartphone che dispongono di software dedicati per il sistema operativo, la fotocamera, il microfono e i vari sensori.
Nel futuro il mantenimento di questi sistemi è garantito. Saranno infatti sempre più utilizzati e si prevede che verranno impiegati in nuovi settori sempre più innovativi.