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Anwendungsfeld
Eingebettete Systeme
Domäne:2981
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Beschreibung der Domäne
Als eingebettete Systeme (embedded systems) werden im Allgemeinen Elektronik-Systeme bezeichnet, die in größere Umgebungen integriert sind. Sie werden eigens für spezielle Anwendungen entworfen und führen dedizierte Funktionen innerhalb eines Gesamtsystems aus. Eingebettete Systeme können sowohl Standard-Mikroprozessoren und -Mikrocontroller, als auch an die jeweilige Anwendung angepaßte spezielle Hard- und Software enthalten.

Der Unterschied zu einer normalen Applikationserstellung aus dem Bereich des „klassischen“ Software Engineering besteht in den, teilweise sehr restriktiven, nichtfunktionalen Anforderungen dieser Domäne. Üblicherweise entstehen diese strikten Anforderungen aufgrund der zum Einsatz kommenden Hardware. Hier sind unter anderem Echtzeitanforderungen (ein Ergebnis muss zu einem bestimmten Zeitpunkt vorhanden sein, ansonsten ist das Ergebnis nutzlos) und häufig die Hardwareanforderungen (z.B. 8-Bit Prozessor mit 4MB Flash) dominant. Letztere resultieren vor allem aus der Tatsache, dass eingebettete Systeme u.U. weitaus härteren Umwelteinflüssen ausgesetzt sind. So möchte man bspw. sicherstellen, dass ein ABS-System in einem Auto auch bei -30° Celsius noch zuverlässig arbeitet oder dass das Navigationssystem die Entladezeit der Autobaterie aufgrund eines zu verschwenderischen Prozessors nicht halbiert. Dies führt dazu, dass deutlich sensibler mit Hardwareressourcen umgegangen werden muss, als im klassischen Software Engineering.

Der anhaltende Preisverfall und die Leistungssteigerung bei Mikroprozessoren haben neue Einsatzmöglichkeiten eingebetteter Systeme erschlossen und stimulieren so den Forschungsbedarf für dieses Thema. Darüber hinaus läßt sich feststellen, daß eingebettete Systeme Entwurfsmethoden erfordern, die sich grundsätzlich von den Methoden unterscheiden, die für Universalrechner auf der einen Seite oder Anwendungssoftware auf der anderen Seite entwickelt werden. Eingebettete Systeme verwenden zwar zum Teil Standardbausteine, typisch ist aber das Zuschneiden der Lösung auf die spezielle Anwendung. Dazu ist es erforderlich, die Standardbausteine anzupassen, beispielsweise durch individuelle Anwendungssoftware, durch anwenderprogrammierbare oder anwendungsspezifische integrierte Bausteine oder durch gemischt analog-digitale Funktionen zur Ankopplung an den technischen Prozeß. Um derart komplexe eingebettete Systeme mit vertretbaren Kosten und in möglichst kurzer Zeit entwerfen zu können, werden neue Methoden, Verfahren und Algorithmen benötigt, die es dem Entwickler ermöglichen, Entwurfs- und auch Produktionskosten in einer frühen Phase vorherzusagen sowie einen Entwurf inkrementell zu verbessern und eine auf Anhieb funktionierende Implementierung zu produzieren.

Neben der technischen Bedeutung sei auch auf die enorme wirtschaftliche Bedeutung eingebetteter Systeme hingewiesen. Immer stärker entscheidet der Elektronikanteil des Gesamtsystems, also das hier im Vordergrund stehende eingebettete System, über die erreichte Innovation und die gesamte Wertschöpfung neuer Produkte. Typische Beispiele sind hier die Bereiche der industriellen Automation, der Werkzeugmaschinen und der Robotik und insbesondere die Automobilindustrie. Für viele Industriebereiche ist die Beherrschung des Entwurfs komplexer eingebetteter Systeme wettbewerbsentscheidend und damit überlebenswichtig.
Rollen in diesem Anwendungsgebiet
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Eine Annotation von Kolzenburg Kolzenburg, 21.08.2003
"Java für embedded systems"
In der Einleitung wird angenommen, daß "Eine solche zu interpretierende Sprache wäre im Bereich Embedded Systems momentan nicht einsetzbar aufgrund der hohen Hardwareanforderungen". Das sehe ich nicht... 
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