Sie haben schon längst unseren Alltag übernommen. Es sind viele, verdammt viele! Bald beginnt die Rebellion der Maschinen und wird die Existenz der Menschheit bedrohen!

Genug jetzt von diesen apokalyptischen Science-Fiction Fantasien.

Doch sie sind nicht in jedem Punkt eine Spinnerei. Tatsächlich verstecken sich mehr Embedded Systems in deiner nahen Umgebung, als du auf Anhieb wahrnimmst. So befinden sich kleine Computer in deinem Auto, deinem Mobiltelefon, der Spielekonsole, dem Internetrouter, den Haushaltsgeräten und allen anderen Konsumerelektronikprodukten.

Computer an die Macht

Du merkst, wie eng dein Leben mit Computern verbunden ist? Doch diese Systeme sehen gar nicht aus wie ein herkömmlicher Computer. Deshalb wird diese spezielle Form auch Embedded System, also eingebettetes System, genannt.

Die einfachste Definition für Embedded System lautet: alle Rechnersysteme, die nicht für allgemeine Zwecke entworfen sind, sondern eine primäre Aufgabe erfüllen sollen. Damit fallen dein Notebook, dein Desktop-PC oder auch dein Smartphone nicht unter den Begriff. Du wirst nun sicher einwenden, dass nach dieser Definition Mobiltelefone doch Embedded Geräte wären. Das stimmt, sie sind sogar ein sehr gutes Beispiel dafür. Allerdings erfüllt das Smartphone mit seinem stark wachsenden App Angebot immer mehr allgemeine Zwecke.

Es kann nur einen geben

Eingebettete Systeme sollen meist nur eine Aufgabe erfüllen. Darum wird bei der Entwicklung ein genau dafür passender Prozessor ausgewählt. Allzweck-Prozessoren, mit denen die Elektrowarenhändler ihre Produkte bewerben (Pentium, Athlon, i3, etc.), können im Embedded Bereich zwar auch gefunden werden, doch sind diese eigentlich dafür entworfen, viele verschiedene Aufgaben zu lösen. Dank mehreren Kernen sowie Multithreading kann sogar parallel gearbeitet werden.

Es kommt eben doch auf die Größe an

Die Entscheidungsgrundlage für einen Nicht-Allzweck Prozessor ist sehr vielseitig und beschränkt sich nicht rein auf die Leistung. Vielmehr spielen hier die Faktoren Kosten, Energieverbrauch und die Größe eine übergeordnete Rolle.

Meist kostet ein komplettes Embedded System weniger als der günstigste PC Prozessor. Auch sind manche Systeme kleiner als solch eine Recheneinheit. Der Energieverbrauch ist gerade im mobilen Bereich sehr wichtig und es müssen energieeffiziente Komponenten gesucht werden. Schließlich soll der Akku lange halten.

Lebe lang und in Frieden

Willst du ein System einkategorisieren, so musst du dir auch die Anforderungen betrachten. Schau dir z.B. die Lebensdauer an. In welchen Zeitabständen ersetzt du dein Smartphone? Vergleiche damit den Einsatz eines Switches für das Telefonnetz. Die können schon mal 30 jähriges Firmenjubiläum feiern. Die Lebenszeit hat weiteren Einfluss auf die benötigte Upgrade Fähigkeit und die Rückwärtskompatibilität. Da die Systeme nicht einfach durch neue ausgetauscht werden, muss der lange Support im Systemdesign bedacht werden.

Wie du siehst, sind Entwickler von Embedded Geräten mit mehr Einschränkungen konfrontiert als Entwickler von Universal Computern. Strom, Energieeffizienz, Kosten und physikalische Dimensionen spielen in Embedded Systemen in der Regel eine viel größere Rolle. Das bedeutet nicht, dass diese schwieriger zu bauen sind. Aber die allgemeinen Prioritäten und das Gleichgewicht zwischen ihnen sind bei eingebetteten Geräten anders.

Don’t cross the Line!

Meistens kannst du Embedded Systems gut von anderen unterscheiden. Historisch gesehen war auch die Rechenleistung ein Unterscheidungsmerkmal, da die eingebetteten Systeme zum Erfüllen ihrer einzigen Aufgabe nicht so viel benötigten.

Manchmal ist die Grenze nicht klar zu ziehen und du kannst ein Gerät nicht mit Sicherheit einer Seite zuweisen. Das liegt einerseits an der schnellen Weiterentwicklung der Technologien (Moore’s Law lässt grüßen) und andererseits an den wachsenden Ansprüchen der Nutzer.

Heute lösen Embedded Geräte sehr anspruchsvolle Aufgaben, die vor nicht allzu langer Zeit den teuersten Supercomputer in die Knie gezwungen hätten. Schau dir nur mal das Entertainment System in aktuellen Fahrzeugen an. 

mgekehrt soll der Akku deines Notebooks die steigende Leistungsfähigkeit noch länger mit Energie versorgen. Am besten sollte das Gerät dabei kleiner, leichter und so noch besser mobil einsetzbar sein.

Ich hoffe, ich habe mit diesem kurzen Einblick für Neugierde gesorgt und dein Interesse an Embedded Systems geweckt. Welche eingebetteten Systeme hast du zu Hause? Oder bist du sogar ein Entwickler in diesem Feld?

Beim nächsten Mal möchte ich mit dir genauer die Unterschiede zwischen einem Embedded Software Developer und einem IT Software Developer diskutieren. Ich bin sehr auf deine Ansichten gespannt!

Bis dahin wünsche ich dir maximalen Erfolg!