1. Herramientas de diseño para
sistemas embebidos

2. Que es un sistema embebido
Lo podemos definir como un sistema cuyo
hardware y software están específicamente
diseñados y optimizados para resolver un
problema concreto de forma eficiente.
Un subsistema electrónico de procesamiento,
diseñado y programado para realizar una o pocas
funciones para cumplir con un objetivo específico
o determinado, habitualmente formando parte
de un sistema de mayor entidad (‘host’ o
anfitrión) y frecuentemente en un sistema de
tiempo real.

3. En un sistema embebido la mayoría de los
componentes se encuentran incluidos en
la placa base, está integrado por circuitos
integrados programables, memoria flash o
ROM, el correspondiente circuito impreso y el
software embebido o empotrado como parte
esencial del mismo sistema, conocido en
inglés como firmware o embedded software.

4. El software empotrado se utiliza para controlar los
productos electrónicos y usualmente se ejecuta
sobre un microprocesador interno, en un
microcontrolador, en un procesador digital de
señal (DSP), en una compuerta programable en
campo (FPGA), o en un controlador lógico
programable (PLC) y a veces en una PC de
propósitos generales adaptada para fines
específicos. Este software difiere del software
convencional de una computadora, se tendrán
requisitos específicos según la aplicación. Tiene
entre otras las siguientes características y
necesidades :

5. Trabajo en tiempo real
Los sistemas de tiempo real se diferencian de los
sistemas informáticos de aplicación general en que
deben cumplir con requisitos de tiempo que no sólo
implica velocidad de respuesta , sino garantía de
acción en el instante requerido de acuerdo a lo
especificado. En algunas aplicaciones los sistemas
embebidos tienen que ser capaces de responder
inmediatamente y cumplir requerimientos de tiempo
real por razones de seguridad (mission critical
systems).

6. A menudo se requieren
certificaciones de
seguridad y
conformidad con
determinados
estándares. La
naturaleza dedicada
en tiempo real del
sistema conduce a un
mayor grado de
dependencia y a una
mayor integración
con el hardware.

7. Optimizar al máximo los recursos disponibles
aunque la capacidad de cálculo y dispositivos
externos será limitada. Debido a que un
sistema embebido está dedicado a una tarea
específica, el diseño puede ser optimizado
reduciendo los costos , el tamaño del
producto, poca memoria y el consumo de
potencia , a la vez de incrementar la
confiabilidad y eficiencia.

8. Interacciona directamente con los sistemas
hardware.-Tiene una interfaz directa con el
hardware del dispositivo y es el intermediario
entre el software de alto nivel y la funciones del
hardware. Su lenguaje de programación, en la
mayoría de los casos es de bajo y mediano
nivel, Programación en ensamblador, aunque
en los últimos años, los fabricantes o empresas
externas han mejorado la oferta de
compiladores que nos permiten trabajar en
lenguajes de alto nivel, tales como C.

9. SOFTWARE
Dentro del software embebido se pueden
distinguir a su vez diferentes categorías:
El software original o básico, indispensable para
el funcionamiento del aparato, el cual
constituye su sistema operativo ad-hoc. El
lenguaje de programación es ensamblador (
assembler) del microcontrolador , C/C++ o
VHDL , y hasta en algunos casos BASIC.

10. Un segundo tipo de SW es el requerido por
algunos de los equipos, pero que por
condiciones específicas (como pueden ser
requerimientos regulatorios de una
determinada comunidad), pero también
condiciones existentes o simplemente
modalidades o costumbres se hace necesario
adaptar el equipo original al uso específico
requerido.

12. Lenguaje de descripción de hardware
(HDL, Hardware Description Language) permite documentar
las interconexiones y el comportamiento de un circuito
electrónico, sin utilizar diagramas esquemáticos.
El flujo de diseño suele ser típico:
• Definir la tarea o tareas que tiene que hacer el circuito.
• Escribir el programa usando un lenguaje HDL. También
existen programas de captura de esquemas que pueden
hacer esto, pero no son útiles para diseños complicados.
• Comprobación de la sintaxis y simulación del programa.
• Programación del dispositivo y comprobación del
funcionamiento.

13. Un rasgo común a estos lenguajes suele ser la
independencia del hardware y la modularidad
o jerarquía, es decir, una vez hecho un diseño
éste puede ser usado dentro de otro diseño
más complicado y con otro dispositivo
compatible.
Lenguajes
• VHDL
• Verilog
• ABEL HDL
• Otros lenguajes HDL propietarios

14. VHDL.
• es el acrónimo que representa la combinación
de VHSIC Very High Speed Integrated
Circuit y HDL Hardware Description Languagees . Es
un lenguaje definido por el IEEE (Institute of
Electrical and Electronics Engineers) (ANSI/IEEE
1076-1993) usado por ingenieros para describir
circuitos digitales. Otros métodos para diseñar
circuitos son la captura de esquemas (con
herramientas CAD) y los diagramas de bloques, pero
éstos no son prácticos en diseños complejos..
Aunque puede ser usado de forma general para
describir cualquier circuito se usa principalmente
para programar PLD (Programable Logic Device -
Dispositivo Lógico Programable), FPGA(Field
Programmable Gate Array), ASIC y similares.

15. Verilog
Verilog es un HDL, usado para modelar sistemas electrónicos,
soporta el diseño, prueba e implementación de circuitos
analógicos, digitales y de señal mixta a diferentes niveles de
abstracción. Los diseñadores de Verilog querían un
lenguaje con una sintaxis similar a la del lenguaje de
programación C, de tal manera que le resultara familiar a
los ingenieros y así fuera rápidamente aceptada. El lenguaje
tiene un preprocesador como C, y la mayoría de palabras
reservadas de control como "if", "while", etc, son similares.
El mecanismo de formateo en las rutinas de impresión y en
los operadores del lenguaje (y su precedencia) son también
similares.

16. A diferencia del lenguaje C, Verilog usa Begin/End
en lugar de llaves para definir un bloque de
código. Por otro lado la definición de
constantes en Verilog requiere la longitud de
bits con su base. Verilog no tiene estructuras,
apuntadores o funciones recursivas.
Finalmente el concepto de tiempo, muy
importante en un HDL, no se encuentra en C.

17. ABEL
Es la abreviatura de Advanced Boolean
Expression Language. Es un lenguaje de
descripción de hardware y un conjunto de
herramientas de diseño para programar
dispositivos lógicos programables (PLDs). ABEL
permite describir un diseño
concurrentemente mediante tablas de verdad
o ecuaciones lógicas

18. Altera Corporations.-
Altera es una de las compañías mas importantes en
producción de dispositivos lógicos programables y
es la familia que mas ofrece. Algunas de sus
familias son APEX,FLEX,MAX y Clasic. La capacidad
de integración de cada familia varia desde 300
hasta 1´000,0000 de compuertas utilizables por el
dispositivo además que todas pueden integrar
sistemas complejos.
Las características mas significativas de los
dispositivos Altera son las siguientes:
• -frecuencia de operación del circuito superior a los
175 Mhz y retardos pin a pin de menos de 5 ns.

19. -la implementación de bloques de arreglos integrados
(EAB), que se usan para realizar circuitos que
incluyan funciones aritméticas. Tambien se aplican
en microprocesadores, microcontroladores y
funciones complejas con DPS (procesadores digitales
de señales).
-La programación en Sistemas (ISP), que permite
programar los dispositivos montados en la tarjeta.
-mas de 40 tipos y tamaños de encapsulados.
- operación multivoltaje, entre 5 y 3.3 v para máximo
funcionamiento y 2.5 en sistemas hibridos.
Potentes herramientas de SoftWare como el
MAX+PLUS II que soporta toda la familia de
dispositivos Altera, asi como el Software estándar
compatible con VHDL.

21. Cypress semiconductor
Ofrece una amplia variedad de dispositivos lógicos
programables complejos (CPLD), que se
encuentran en las familias ULTRA3700 y
FLASH370i cada una con reprogramación en
sistema (ISR). En su interior contienen desde 32
hasta 128 macroceldas. En cuanto al software
ofrece su podereso programa Warp basado en
VHDL. Rstr prama permite simular de manera
grafica el circuito programado generando un
archivo de mapa de funciones (jedec) que puede
ser programado directamente en cualquier PLD o
FPGA de Cypress u otra compañía compatible.

22. • Clear Logic
Introdujo los dispositivos logcos procesados por
laser (LPLD), tecnología que prevee reemplazos
de los dispositivos de la compañía Altera pero a
un costo y tamaño menores. Puede disponer de
arriba de un millón de transistores para construir
alrededor de 523 macroceldas. CL7000 (E)
• Motorola
Ofrece dispositivos FPGA y FPAA, estos últimos son
los primeros campos programables para
aplicaciones analógicas, utiizado en redes y
telecomunicaciones.

23. Xilinx
• Es una de las compañías líder en soluciones de
lógica programable, incluyendo circuitos
integrados avanzados, herramientas de
software para diseño, funciones predefinidas y
soporte de ingeniería. Es la compañía que
invento los FPGA y en la actualidad sus
dispositivos ocupan mas de la mitad del
mercado mundial.en PLD

24. Las familias de CPLD XC9500 y XC9005XL proveen
gran variedad con voltajes de 5 – 3.3v, 36-288
macroceldas, 34-192 terminales entrada salida, y
programación en sistema.las familias Xc400 y
XC1700tienen una capacidad de integración de
mas de 40,000 compuertas lógicas y
programación en sistema.
En cuanto al software desarrollo una herramienta
llamada Foundation Series que soporta diseños
estándares basados en ABEL.HDL y VHDL.