Echtzeit-Systeme

Immer häufiger müssen Embedded Systeme in industriellen Umgebungen heute Echtzeitanforderungen erfüllen.

Mit Lösungen wie FreeRTOS oder Preempt_RT bietet emtrion Ihnen unterschiedliche Ansätze, um die Anforderungen an Echtzeitsystemen zu erfüllen.

Da verschiedene Ansätze unterschiedliche Vor- und Nachteile haben, analysieren wir bereits im Vorfeld die geplante Umgebung und stimmen die Umsetzung mit Ihren Vorgaben ab.

Embedded Systems sind Computersysteme, die eine spezifische Funktion innerhalb eines größeren Systems erfüllen. Sie sind Teil eines Gerätes oder einer Maschine. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Computern sind eingebettete Systeme auf bestimmte Aufgaben beschränkt. 

Heutzutage finden wir sie fast überall, zum Beispiel in Smartwatches, Mikrowellen-Öfen, Baumaschinen, Verkehrssystemen, medizinischen Geräten oder Produktionsanlagen. Embedded Systems zählen zu den Kernkomponenten der Industrie 4.0; sie ermöglichen das digitale Automatisieren und Kontrollieren von Maschinen, Prozessen, Geräten und ähnlichen Systemen.

Charakteristika von Embedded Systems sind:

• Spezialisierte Funktionen: Eingebettete Systeme sind für eine spezifische Aufgabe oder Funktion konzipiert und optimiert. 
• Echtzeit-Betrieb: Viele eingebettete Systeme müssen in Echtzeit funktionieren, was bedeutet, dass sie deterministisch auf Ereignisse reagieren müssen, sobald diese eintreten. 
• Ressourcenbeschränkungen: Eingebettete Systeme müssen oft mit sehr knappen Ressourcen in Bezug auf Speicher, Rechenleistung und Energieverbrauch auskommen. Sie werden daher besonders effizient konstruiert.
• Lange Lebensdauer: Viele eingebettete Systeme sind für eine lange Lebensdauer ausgelegt und müssen über Jahre oder sogar Jahrzehnte hinweg zuverlässig funktionieren.

Schnittstellenintegration: Eingebettete Systeme sind oft eng mit der Hardware integriert, in die sie eingebettet sind. Sie verwenden spezielle Schnittstellen und Protokolle, um mit anderen Teilen des Systems zu kommunizieren.

Embedded Systems lassen sich anhand der Anforderungen kategorisieren, welche an sie gestellt werden:

1. Einfache Steuerungssysteme werden verwendet, um grundlegende Steuerungs- und Überwachungsaufgaben auszuführen. Sie basieren normalerweise auf Mikrocontrollern und haben begrenzte Rechenleistung und Speicher. Beispiele sind einfache Haushaltsgeräte, Thermostate und Alarmanlagen.
   
2. Mittelgroße Embedded-Systeme können komplexere Aufgaben ausführen. Sie verwenden leistungsfähigere Mikrocontroller oder digitale Signalprozessoren (DSPs) und haben mehr Speicher. Beispiele sind industrielle Steuerungssysteme, medizinische Geräte und einfache Kommunikationssysteme.
   
   
3. Komplexe Embedded-Systeme: Diese Systeme sind auf anspruchsvolle Aufgaben ausgelegt, die eine hohe Rechenleistung und eine hohe Speicherkapazität erfordern. Sie basieren auf leistungsfähigen Prozessoren, wie z. B. Anwendungsprozessoren oder System-on-Chip (SoC) Lösungen. Beispiele sind Fahrerassistenzsysteme, Flugsteuerungssysteme und fortschrittliche Kommunikationssysteme.

Die nachfolgende Liste ist nicht vollständig, sondern zeigt einige wichtige Kategorien:

• Echtzeitsysteme müssen in der Lage sein, auf Ereignisse in Echtzeit zu reagieren. Sie garantieren, dass bestimmte Aufgaben innerhalb einer festgelegten Zeit abgeschlossen werden. Echtzeitsysteme können in verschiedenen Komplexitätsstufen vorkommen, von einfachen Steuerungssystemen hin zu komplexen Systemen. Beispiele sind Automobil-Steuerungssysteme, Robotersteuerungen und industrielle Automatisierungssysteme.

• Netzwerk- und Kommunikationssysteme sind speziell für die Kommunikation und den Datenaustausch zwischen verschiedenen Geräten und Systemen konzipiert. Sie werden auf verschiedenen Ebenen der Kommunikationsinfrastruktur eingesetzt, von einfachen Netzwerkgeräten hin zu komplexen Telekommunikationssystemen. Beispiele sind Router, Switches und Basisstationen für Mobilfunknetze.
  
  
• Mobile und tragbare Embedded-Systeme sind speziell für den Einsatz in mobilen und tragbaren Geräten konzipiert und zeichnen sich durch geringen Stromverbrauch, geringes Gewicht und kompakte Bauweise aus. Beispiele sind Mobiltelefone, Smartwatches und tragbare medizinische Geräte.

Wir sind Experten für Embedded Systems. Egal, ob Sie ein komplexes System benötigen oder eine einfache Lösung, wir unterstützen Sie gerne mit unseren vielfältigen Dienstleistungen:

• Entwicklung kundenspezifischer Systeme
• Software-Entwicklung für Embedded Systems
• Zubehör für Embedded Systems
• Schulungen und Workshops
• Technischer Support und Beratung im laufenden Betrieb Ihrer Embedded Systems