Was sind Embedded Systems?
Embedded Systems (eingebettete Systeme) sind spezialisierte Computersysteme, die fest in ein technisches Gerät, eine Maschine oder eine Anlage integriert sind. Sie übernehmen dort dedizierte Steuerungs-, Regelungs- oder Überwachungsaufgaben – unsichtbar für den Endnutzer.
Eigenschaften
Im Gegensatz zu Allzweck-Computern zeichnen sich Embedded Systems durch besondere Eigenschaften aus:
- Echtzeitfähigkeit: Garantierte Reaktionszeiten für zeitkritische Aufgaben
- Ressourceneffizienz: Optimiert für begrenzten Speicher und Rechenleistung
- Zuverlässigkeit: Laufen oft 24/7 über Jahre ohne Wartung
- Spezialisierung: Entworfen für eine bestimmte Aufgabe oder Aufgabengruppe
- Umgebungsresistenz: Ausgelegt für Hitze, Vibration, Feuchtigkeit oder EMV-Belastung
Softwareentwicklung für Embedded Systems
Die Embedded-Softwareentwicklung erfordert spezielles Know-how:
- Programmiersprachen: C, C++, Rust für systemnahe Programmierung; QML/Qt für HMI-Oberflächen
- Betriebssysteme: Embedded Linux (Yocto, Buildroot), RTOS (FreeRTOS, Zephyr), Bare-Metal
- Cross-Compilation: Software wird auf dem Entwicklungsrechner für die Zielplattform kompiliert
- Hardware-nahe Entwicklung: Direkte Ansteuerung von Schnittstellen (GPIO, SPI, I2C, CAN)
Einsatzgebiete
- Fahrzeugtechnik: HMI-Steuerungen in Kehrmaschinen, Nutzfahrzeugen und Baumaschinen
- Industrieautomation: SPS-Steuerungen, Robotersteuerungen, Maschinenregelung
- Medizintechnik: Patientenmonitoring, bildgebende Verfahren, Laborgeräte
- Consumer Electronics: Smartphones, Waschmaschinen, Smart-Home-Geräte
Typische Technologien
| Technologie | Einsatz |
|---|---|
| Qt / QML | Native Embedded-HMI-Oberflächen |
| Yocto Project | Bau maßgeschneiderter Linux-Distributionen |
| CAN-Bus | Kommunikation mit Fahrzeugsteuergeräten |
| Docker | Containerisierte Embedded-Anwendungen |
Vorteile professioneller Embedded-Entwicklung
- Optimale Performance: Software ist auf die Hardware abgestimmt
- Langlebigkeit: Systeme laufen über Jahrzehnte ohne Probleme
- Sicherheit: Reduzierte Angriffsfläche durch spezialisierte Software
- Kosteneffizienz: Genau die Ressourcen, die benötigt werden – nicht mehr
