Was ist ein Embedded System?

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Klassifizierung eingebetteter Systeme

Eingebettete Systeme, die mit einer Umgebung in Wechselwirkung stehen, müssen in der Regel immer auf den umgebenden Prozess reagieren. Dennoch ist ihre Implementierung sowohl als interaktives als auch als reaktives System (und natürlich als Mischform) denkbar.

Ein reaktives Systemdesign ist prinzipiell in Richtung Echtzeitverhalten angelegt, gleichwohl aber natürlich nicht automatisch echtzeitfähig. Wird die Einhaltung von Zeitschranken zu einer Hauptsache, d.h. wird die Verletzung bestimmter Zeitschranken sehr kritisch im Sinn einer Gefährdung für Mensch und Maschine, dann spricht man von Echtzeitsystemen.

Für das interaktive Systemdesign muss – zusätzlich zur Reaktionsberechnung in Echtzeit – auch gewährleistet sein, dass die Interaktion, die ja vom Rechner ausgeht, ebenfalls rechtzeitig genug erfolgt. Ist das gewährleistet, spricht nichts gegen ein interaktives Systemdesign als Grundlage des echtzeit-fähigen eingebetteten Systems (siehe dazu Bild 1).

Weitere wichtige Eigenschaften im Sinn der Einbettung sind: Nebenläufigkeit (zumindest oftmals), hohe Zuverlässigkeit und Einhaltung von Zeitschranken. Noch eine Anmerkung zum Determinismus: Während man davon ausgehen kann, dass alle technisch eingesetzten, eingebetteten Systeme deterministisch sind, muss dies für die Spezifikation nicht gelten: Hier sind nicht-deterministische Beschreibungen erlaubt, z.B., um Teile noch offen zu lassen.

Eingebettete Systeme lassen sich weiterhin nach einer Reihe von unterschiedlichen Kriterien klassifizieren. Hierzu zählen:

• Kontinuierlich versus diskret: Diese Ausprägung der Stetigkeit bezieht sich sowohl auf Datenwerte als auch auf die Zeit. Enthält ein System beide Verhaltensweisen, wird es als „hybrides System“ bezeichnet.

• Monolithisch versus verteilt: Während anfänglich alle Applikationen für eingebettete Systeme als monolithische Systeme aufgebaut wurden, verlagert sich dies zunehmend in Richtung verteilte Systeme. Hier sind besondere Anforderungen zu erfüllen, wenn es um Echtzeitfähigkeit geht.

• Sicherheitskritisch versus nicht-sicherheitskritisch: Sicherheitskritische Systeme sind solche, deren Versagen zu einer Gefährdung von Menschen und/oder Einrichtungen führen kann. Viele Konsumprodukte sind sicherheits-unkritisch, während Medizintechnik, Flugzeugbau sowie Automobile zunehmend auf sicherheitskritischen eingebetteten Systemen beruhen.

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