Eingebettete Systeme sind das Herz eines jeden elektronischen Gerätes.
Andreas Burkert
In nahezu jedem elektronischen Gerät steckt ein Eingebettetes System, ein Hochleistungsrechner, der komplexe Funktionen sicher und schnell erledigt. Weil aber die Integrationsdichte der Mikroprozessoren rasant zunimmt, sind zwingend neue Entwicklungsprozesse notwendig.
Als Peanuts lassen sich die Millionen Desktop- oder Laptop-Computer bezeichnen, die jedes Jahr produziert werden. Zumindest im Vergleich mit den im gleichen Zeitraum produzierten Milliarden Eingebetteter Systeme, die, für den Anwender weitgehend unsichtbar, in elektrischen Geräten „eingebettet“ sind. Unter Eingebetteten Systemen versteht der Springer-Autor Ralf Gessler Rechenmaschinen wie Mikroprozessoren und FPGA, die in nahezu allen elektronischen Geräten vorhanden sind. Vor allem die Informations- und die Automobiltechnik sind auf leistungsstarke Eingebettete Systeme angewiesen.
Die Fortschritte dort beruhen unter anderem auf der rasanten Entwicklung der Mikroelektronik und dort auf der Hochintegration. Laut „Moore’schen Gesetz“ findet bei integrierten Schaltungen alle 18 Monate eine Verdoppelung der Transistoranzahl statt. Darin allerdings sieht Gessler ein Problem. Seiner Ansicht nach ergibt sich daraus eine „Lücke“ beim Entwurf von Eingebetteten Systemen. Während die Logik-Transistoren pro Chip stark zulegen, kommt die Produktivität Transistoren pro Entwickler-Monat nicht nach, wie er in seinem Buch „Entwicklung Eingebetteter Systeme“ gleich zu Beginn schreibt.
Herausforderung Software
Hinzu kommt, dass der Software-Anteil stetig zunimmt und eine immer größere Rolle bei der Entwicklung spielt. Zur klassischen Programmierung von Mikroprozessoren mit Sprachen wie C/C++ kommt darüber hinaus die Konfiguration von digitalen Schaltungen in FPGAs mit VHDL hinzu. Die damit verbundenen Herausforderungen bei der Entwicklung von Eingebetteten Systemen hat Gessler im Detail analysiert.
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Sein Ergebnis: Um die rasante „Entwicklung in der Hardware besser zu beherrschen und weiteren Randbedingungen wie schnellem Markteintritt oder höherer Flexibilität gerecht zu werden, sind neue Entwicklungsprozesse notwendig“, schreibt er und empfiehlt den Einsatz von graphischen Werkzeugen. Exemplarisch nennt er die Grace-Software. Sie dient zur Konfiguration von analoger und digitaler Peripherie der Mikrocontroller-Familie MSP430 er.