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Sistemas embarcados (ou sistemas integrados) são sistemas de computação especializados projetados para executar funções específicas dentro de um dispositivo maior. Eles consistem em hardware e software dedicados a uma tarefa ou conjunto de tarefas predefinido, muitas vezes com requisitos em tempo real e recursos limitados.

Esses sistemas são comumente usados ​​em IoT (Internet of Things), que visa integrar esses sistemas ou dispositivos à internet.

Hoje, temos uma variedade de sistemas embarcados, incluindo:

• Eletrodomésticos inteligentes (como micro-ondas e geladeiras)
• Automóveis (como sistemas de controle de motor e freios ABS)
• Dispositivos médicos (como monitores cardíacos e bombas de insulina)
• Equipamento industrial (como robôs de fabricação)
• Dispositivos de comunicação (como roteadores e modems)

Como podemos ver, existem muitos sistemas embarcados em nosso dia a dia. Esses sistemas também incluem software, conforme indicado pela definição de Sistemas Embarcados; este software é desenvolvido usando uma variedade de linguagens de programação.

Aqui está uma lista das linguagens mais comumente usadas nesses sistemas:

1. C: A linguagem mais utilizada em sistemas embarcados devido à sua eficiência, controle direto de hardware e suporte para programação de baixo nível.
Vantagens: Controle preciso de memória, alto desempenho, acessibilidade a bibliotecas específicas de hardware.

2. Python: Embora não seja uma linguagem de baixo nível, é usada na prototipagem de sistemas embarcados e em aplicações de alto nível em dispositivos mais capazes, como o Raspberry Pi.
Vantagens: Facilidade de uso, legibilidade do código e uma ampla variedade de bibliotecas.
Desvantagens: Menos controle sobre o hardware e menos eficiência em termos de desempenho e uso de recursos.

3. C: Uma extensão de C com suporte à programação orientada a objetos, utilizada em projetos mais complexos que exigem modularidade e abstração.
Vantagens: Permite sistemas mais organizados e escaláveis ​​sem sacrificar muita eficiência.

4. Assembly: Uma linguagem de baixo nível usada para programar diretamente no hardware, permitindo controle absoluto sobre os recursos.
Vantagens: Ideal para otimizações extremas de desempenho e uso de memória, mas difícil de manter e desenvolver.
Desvantagens: Altamente dependente de hardware, o que torna a portabilidade entre diferentes plataformas um desafio.

5. Ada: Uma linguagem orientada para sistemas críticos, especialmente usada em sistemas embarcados que exigem alta confiabilidade e segurança (por exemplo, em sistemas de aviação e militares).
Vantagens: Forte verificação de tipo e mecanismos robustos de detecção de erros.
Existem outras linguagens voltadas ao desenvolvimento de sistemas, como Java, Rust e JavaScript. Como vimos, as linguagens utilizadas em sistemas embarcados são aquelas que facilitam a manipulação de hardware e periféricos.

Quais são as aplicações práticas desses sistemas?

Esses sistemas estão presentes em nossas vidas; podemos dizer que são como o ar que respiramos hoje, desde os automóveis até o processamento de dados. Algumas áreas e exemplos de uso incluem:

1. Automotivo

• Unidade de Controle do Motor (ECU): Controla a operação do motor para melhorar a eficiência, reduzir emissões e garantir a segurança.
• Airbags: Os sistemas embarcados são responsáveis ​​por detectar colisões e acionar airbags em frações de segundo.

2. Eletrônicos de Consumo

• Smartphones: sistemas embarcados controlam sensores, câmeras, conexões de rede e funções básicas do dispositivo.
• Smart TVs: processe imagens, execute aplicativos, conecte-se à Internet e reproduza mídia.

3. Dispositivos IoT (Internet das Coisas)

• Automação residencial: sensores de temperatura, iluminação inteligente, fechaduras e termostatos controlados remotamente.
• Wearables: Smartwatches, pulseiras de fitness e outros dispositivos que monitoram a saúde e a atividade física.
• Cidades inteligentes: sensores de trânsito, iluminação pública inteligente e monitoramento da qualidade do ar.

Existem outras áreas onde esses sistemas são usados; isso é apenas um resumo do que podemos encontrar no mercado.

Vale a pena aprender sobre sistemas embarcados?

Com certeza vale a pena adquirir conhecimento e se envolver nessa área, mas é mais indicado para quem tem familiaridade com hardware e quer entender mais profundamente o que realmente acontece além dos dispositivos. Conhecimentos em Sistemas Digitais, Registradores, Microprocessadores, Microcontroladores e boa Eletrônica serão fundamentais para esse processo.

Uma boa sugestão para começar seria aprender C, mas se você já vem de uma linguagem como Python, aprender sobre sistemas embarcados com Raspberry Pi facilitaria muito a criação de diversas coisas elegantes e precisas no mundo moderno.