Sistemas de 32 bits Panorámica actual del mercado de los sistemas embebidos Sistemas Embebidos, S.A.
Introducción El mercado de los sistemas microprocesados a sido liderado por arquitecturas de 8 bits. Los µc de 16 bits no han conseguido ganar la cuota de mercado esperada para estos dispositivos. Durante los últimos años han surgido nuevas necesidades que han impulsado el uso de microcontroladores de 32 bits.
Microcontroladores de 8 bits Dispositivos orientados al mercado embebido Aparecen en 1976. Liderazgo del mercado durante los últimos 20 años. Puntos fuertes Bajo coste Bajo consumo Simplicidad de diseños hardware Puntos débiles Sin Sistema Operativo Escasa memoria Periféricos limitados Sin conectividad de red
Microcontroladores de 8 bits La Mejora continua de estos dispositivos ha provocado que perduren en el mercado un tiempo mayor del esperado Incremento en su capacidad de cómputo. Incremento en memoria (SRAM/Flash/EEPROM). Aparición de modos de bajo consumo. Nuevos interfaces: CAN, USB, etc. Inclusión de instrucciones propias de DSPs. Mejora en los entornos de programación.
El cambio Evolución El mercado demanda nuevas funcionalidades difícilmente abordables con µcontroladores de 8 y 16 bits. Los fabricantes de semiconductores ofrecen dispositivos de 32 bits que se acomodan mejor a los requerimientos de los sistemas profundamente embebidos. 8 bits 16 bits 32 bits
Nuevos µprocesadores de 32 bits Dominio de la arquitectura x86 Tanto en PC s como en sistemas embebidos. No se adaptan bien a los sistemas profundamente embebidos. Puntos fuertes Altas prestaciones Durabilidad en el mercado Bien conocidos Puntos débiles Exigen controladores auxiliares Mayor coste y complejidad Mayor consumo
Microcontroladores de 32 bits Expansión del mercado embebido Indiferencia de los grandes fabricantes. Aparición de multitud de nuevos fabricantes. Amplio abanico de arquitecturas. Mayor integración del silicio.
Mayor integración System On a Chip (SOC) Más funcionalidad en un solo chip. Estrategia no utilizada en µp de 32 bits. El concepto se lleva al límite en los procesadores embebidos. Controlador PCI / Teclado / Ratón Coprocesador Micro UART Puertos Ethernet Micro
IP cores Núcleos de Propiedad Intelectual Diseñados por empresas especializadas Licencia para fabricantes Ventajas Diseño sencillo del micro Fácil ampliación de funcionalidad Menor riesgo Mayor fiabilidad System On a Chip (SOC) Graphic Controller Video Compression CPU Buses SOC Touch Screen Network Audio I/O
Arquitecturas de 32 bits Evolución del mercado ARM x86 PowerPC MIPS Coldfire / 68K SH3, SH4 30 % 25 % 20 % 15 % 10 % 5 % 2000 / 02 2002 / 04 ARM x86 PowerPC MIPS Coldfire / 68K Otros SH3, SH4
Sistemas Operativos Alternativas Stand-alone code / µkernels Sistemas operativos de tiempo real (RTOS) VxWorks psos ecos ThreadX QNX Etc... SSOO provenientes de entornos de sobremesa Windows CE / XP Embedded Linux / µclinux
El cerebro en el mínimo espacio Módulos embebidos Procesador SOC, memoria SDRAM, Flash,... Ventajas Reducción del tiempo de desarrollo Fiabilidad Flexibilidad Garantía de suministro
Mercado de 32 bits Industria Controladores de E/S PLC s Monitores y sensores Equipos de medida Switches industriales Gateways Servicios Terminales punto de venta Consolas de juego Control de parkings Medicina Instrumentación médica Ultrasonidos Equipos de diagnóstico Mercado 32 bits Otros Construcción Control de accesos Elevadores Seguridad electrónica Contadores Regulación de válvulas Sistemas de comunicación Fotocopiadoras Control de tráfico Visión artificial
El futuro Mayor integración Sistemas multiprocesador en un solo chip. Integración de memoria (flash, SDRAM, EEPROM...), lógica programable... en un único chip. Mayor velocidad de cálculo Menor consumo Menor tamaño Aumento de las capacidades multimedia. Nuevos cores sintetizables Aparición de nuevas herramientas que flexibilizan al máximo la implementación del SOC