El software integrado es un tipo de software dedicado que controla, monitorea y administra la funcionalidad de los dispositivos y sistemas de hardware. A diferencia del software informático de uso general que se ejecuta en PC y dispositivos móviles, el software integrado funciona de forma limitada y dedicada y es parte integral del hardware que controla.
La génesis y evolución del software integrado
El concepto de sistemas integrados y el software asociado se remonta a los años 60. La computadora de guía Apollo, diseñada por Charles Stark Draper en el MIT y utilizada en las misiones de alunizaje Apollo, se considera el primer sistema integrado. El software integrado dio un gran salto en 1971, cuando el ingeniero de Intel, Ted Hoff, produjo el primer microprocesador, el Intel 4004, lo que permitió un aumento en la implementación de sistemas integrados. La primera mención del software integrado per se comenzó a aparecer en la literatura técnica a mediados de la década de 1980, coincidiendo con un aumento en las aplicaciones de microcontroladores.
Una inmersión profunda en el software integrado
El software integrado es parte integral de una amplia variedad de sistemas que van desde electrodomésticos, equipos médicos, controladores industriales hasta automóviles y aviones. Está diseñado para realizar una tarea o tareas específicas dentro de un sistema más grande, a menudo con limitaciones informáticas en tiempo real. Al estar "integrado", tiene requisitos estrictos de confiabilidad, eficiencia y compacidad.
A diferencia de las aplicaciones de escritorio tradicionales, que permiten ejecutar varias aplicaciones en una PC, las aplicaciones de software integradas suelen tener una función singular. Se ejecutan en el momento en que se enciende el dispositivo y monopolizan todos los recursos del dispositivo.
El software suele estar escrito en lenguajes de alto nivel como C, C++ o Python, aunque el lenguaje ensamblador aún se puede utilizar para obtener respuestas rápidas o en tiempo real. Normalmente, el software se compila de forma cruzada en un sistema diferente (el host) para ejecutarse en el dispositivo integrado de destino.
Los engranajes detrás del software integrado
El software integrado funciona en sinergia con sistemas integrados, microprocesadores o microcontroladores, junto con dispositivos periféricos. Un microprocesador o microcontrolador ejecuta el software e interactúa con el mundo físico a través de periféricos como sensores, actuadores e interfaces de comunicación.
El software sigue una secuencia predeterminada de operaciones codificadas durante su creación. Dependiendo de la complejidad, puede utilizar un sistema operativo en tiempo real (RTOS) o puede ejecutarse sin sistema operativo.
Características clave del software integrado
El software integrado presenta algunas características críticas que lo distinguen de otros tipos de software:
-
Operación en tiempo real: Muchos sistemas integrados tienen requisitos en tiempo real. El software debe responder a eventos o entradas dentro de un tiempo fijo.
-
Estabilidad y confiabilidad: Como suelen realizar funciones críticas, deben funcionar sin fallos durante períodos prolongados.
-
Eficiencia de la memoria: Los sistemas integrados suelen tener memoria limitada, lo que requiere que el software utilice recursos con moderación.
-
Eficiencia energetica: Muchos sistemas integrados funcionan con baterías, lo que requiere un uso eficiente de la energía.
-
Funcionalidad específica: El software integrado está diseñado para realizar tareas específicas, a diferencia del software de propósito general.
Tipos de software integrado
El software integrado se puede clasificar ampliamente según varios aspectos. Aquí hay una representación tabular:
| Basado en la funcionalidad | Basado en la complejidad | Basado en el rendimiento |
|---|---|---|
| Software de control | Simple (tarea única) | Tiempo real |
| Software de monitoreo | Moderado (multitarea) | No en tiempo real |
| Software de procesamiento de datos | Complejo (basado en RTOS) | – |
Utilización, problemas y soluciones del software integrado
El software integrado tiene numerosas aplicaciones, desde electrodomésticos de uso diario, sistemas de entretenimiento, equipos médicos, automatización industrial, sistemas de transporte, telecomunicaciones hasta aplicaciones aeroespaciales críticas.
Sin embargo, diseñar e implementar software integrado plantea varios desafíos, incluidos recursos limitados, dependencias de hardware, requisitos en tiempo real y estrictos estándares de seguridad. Para mitigarlos, los ingenieros emplean estrategias como un diseño cuidadoso del sistema, algoritmos eficientes, pruebas rigurosas y procesos de validación.
Comparaciones con términos similares
| Término | Descripción |
|---|---|
| firmware | Un tipo de software integrado almacenado en una memoria no volátil como ROM o memoria flash. Proporciona control de bajo nivel para el hardware específico de un dispositivo. |
| Software de sistemas en tiempo real | Software que garantiza una capacidad específica dentro de un límite de tiempo específico. La mayoría de los sistemas integrados críticos utilizan esto. |
| Software del sistema | Software encargado de gestionar y controlar el hardware informático, habilitando el software de aplicación. Incluye sistemas operativos, controladores de dispositivos y utilidades. Es más amplio que el software integrado, ya que puede ser tanto de uso general como integrado. |
Perspectivas futuras y tecnologías del software integrado
El futuro del software integrado está siendo moldeado por tendencias como IoT (Internet de las cosas), IA y aprendizaje automático, sistemas ciberfísicos y Edge Computing. Los avances en estos campos conducirán a sistemas integrados cada vez más inteligentes, autónomos y conectados.
Servidores proxy y software integrado
Los servidores proxy pueden interactuar con sistemas integrados de múltiples maneras. Pueden ayudar a que los dispositivos integrados se conecten de forma segura a Internet, protegerlos de la exposición directa a redes externas, equilibrar la carga del tráfico y almacenar datos en caché para una recuperación más rápida. En consecuencia, es necesario diseñar software integrado para manejar estos aspectos, que a menudo involucran programación de red y elementos de ciberseguridad.
