Microcontroladores_y_microprocesadores

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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA 
Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería 
 
Materia: 
Microcontroladores 
 
Profesor: 
M.C. Pinto Ramos Marco Antonio 
 
Alumno: 
De Rosas Nava Francisco 
 
 
 
 
Fecha de Entrega: 25/Marzo/2014 
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Introducción 
El avance de la electrónica digital parece imparable, sobre todo desde la introducción de 
los circuitos microprogramables. La principal ventaja de estos dispositivos es que se puede 
integrar prácticamente todos los circuitos de multitud de aplicaciones en un solo chip. Una vez 
diseñados, estos chips se fabrican de forma masiva y a bajo precio, con la posibilidad de 
cambiar su funcionalidad dependiendo de una determinada programación por parte del 
usuario. Todo esto parece fácil de imaginar, los técnicos electrónicos a no se tienen que romper 
la cabeza proyectando complicados circuitos que sean capaces de comportarse de una 
determinada manera y que, posteriormente, haya que montar una placa de circuito impreso 
con técnicas analógicas o digitales, sino que ahora podemos disponer de un circuito estándar 
con toda la electrónica montada de fabrica (hardware) y que no sabe hacer nada hasta que se 
lo enseñemos con un programa (software). 
Primero se desarrollo el microprocesador, que en la actualidad es la unidad central de 
proceso de los computadores modernos, y posteriormente apareció el microcontrolador que 
gobierna la mayoría de los dispositivos electrónicos, los sistemas de automatización industrial, 
etc. 
Con lo estudiado hasta ahora, para conseguir una determinada aplicación mediante 
circuitos digitales, nos veíamos obligados a realizar diseños que combinan circuitos lógicos 
secuenciales con combinacionales, dando lugar a circuitos complejos que utilizan muchos 
componentes y que, una vez montados, solo sirven para esa aplicación concreta. Esta forma de 
trabajar, conocida como lógica cableada, da lugar a dispositivos muy caros, con muchos ajustes 
y fallos. 
 
 
 
 
 
 
 
 Ahora imaginemos que se pudiese fabricar un dispositivo electrónico en un solo chip, 
que mediante una adecuada programación externa pudiera servir para múltiples aplicaciones. 
La lógica cableada obliga a construir un circuito 
diferente por cada controlador. 
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Es decir, que con un solo componente, se pudiera construir multitud de circuitos sin tener que 
cambiar sus conexiones internas. Pues estos dispositivos ya existen, y hacemos referencia a los 
circuitos microprogramables, como es el caso de los microprocesadores y los 
microcontroladores, que también se les conoce por el nombre de lógica programada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esta revolución tecnológica comenzó en el año 1971 con la aparición del primer 
microprocesador fabricado en un solo circuito integrado, que consiguió reducir el tamaño de 
los circuitos electrónicos y simplifico enormemente su diseño. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Un mismo circuito microprogramable puede 
utilizarse para el control de diferentes 
aplicaciones cambiando la programación y 
la conexión de las entradas/salidas. 
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Microprocesadores 
Hasta los años setenta los controladores se realizaban únicamente con lógica cableada, 
después se utilizaron los microprocesadores en combinación con circuitos integrados de 
memoria y de unidades de entrada/salida montados sobre un circuito impreso. El 
microprocesador dio lugar al gran invento de siglo XX, el ordenador personal. 
El gran avance de las nuevas tecnologías de integración ha conseguido que todos los 
circuitos que necesita un controlador programable se puedan incluir en un solo chip, dando 
lugar al nacimiento del microcontrolador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Concepto 
El microprocesador es un chip, un componente electrónico cuyo interior esta formado 
por miles y miles de transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga 
encomendado el circuito o chip. 
 Los micros, suelen tener forma de cuadrado o rectángulo negro, y van bien sobre un 
elemento llamado zócalo (socket en ingles), soldados en la placa, o metidos dentro de una 
especia de cartucho que se conecta a la placa base (aunque el chip en si esta soldado en el 
interior de dicho cartucho). 
 Al ﾏiIヴopヴoIesadoヴ se le deﾐoﾏiﾐa taﾏHiéﾐ さLa CPUざ ふCeﾐtヴal PヴoIess Unit, Unidad 
Central de Proceso), aunque este termino se emplea a veces de forma incorrecta para referirse 
a toda la caja que contiene la placa base, el microprocesador, las tarjetas y el resto de la 
circuitería principal. 
Un microprocesador es un circuito de alta escala de integración (LSI), constituido por 
otros más simples, como por ejemplo, biestables, contadores, registros, decodificadores, 
Microcontrolador fabricado en un solo chip 
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comparadores, convertidores, etc., que se insertan en un solo circuito integrado. A todos estos 
componentes se les conoce como hardware del microprocesador. Para que este dispositivo 
pueda llevar a cabo diferentes funciones sin tener que modificar su hardware, su diseñador ha 
preparado una lista de instrucciones a las que el microprocesador obedece ciegamente. Este 
juego de instrucciones es el lenguaje con el que nos comunicamos con el y se conoce como 
software. 
Los microprocesadores de hoy en día son capaces de hacer múltiples aplicaciones a una 
velocidad de vértigo, para lo que necesitan para su diseño de millones de transistores y un 
amplio juego de instrucciones. 
La función del microprocesador es la de procesar información. Ejecuta instrucciones 
almacenadas como números binarios organizados secuencialmente en la memoria principal. 
 
 
 
 
 
 
Dado que esta información fluye en grandes cantidades, el sistema de control basado en un 
microprocesador requiere del uso de una o varias memorias que almacenan dicha información 
de modo temporal. 
 
Arquitectura interna 
 Con el paso del tiempo la tecnología avanza así como la escala de integración de 
componentes es mayor. Pues a la hora de elegir un procesador deberemos tener en cuenta hoy 
en día una serie de características como: 
 Velocidad bruta (Mhz, Ghz, etc). 
 Bits de trabajo (actualmente 32 o 64). 
 Numero de núcleos 
 Ancho de banda del bus de datos 
 Controlador de memoria 
 Latencia que mide el tiempo de respuesta de la memoria cache 
 Tipo de memorias que requiere para funcionar 
Funciones del microprocesador 
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Funcionamiento 
 Cuando se ejecuta un programa, el registro de la CPU, llamado contador de programa, 
lleva la cuenta de la siguiente instrucción, para garantizar que las instrucciones se ejecuten en 
la secuencia adecuada. 
 La unidad de control de la CPU coordina y temporiza las funciones de la CPU, tras lo cual 
recupera la siguiente instrucción desde memoria. 
 La instrucción viaja por el bus desde la memoria hasta la CPU, donde se almacena en el 
registro de instrucción. Entretanto, el contador de programa se incrementa en uno para 
prepararse para la siguiente instrucción. 
 A continuación, la instrucción actual es analizada por un decodificador, que determina lo 
que hará la instrucción. Cualquier dato requerido por la instrucción es recuperado desde la 
RAM y se almacena en el registro de datos de la CPU. 
 Finalmente, la CPU ejecuta la instrucción, y los resultados se almacenan en otro registro 
o se copian en una dirección de memoria determinada. El mismo proceso se repite para la 
siguiente instrucción hasta llegar al fin del programa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Microcomputadoras 
Elementos básicos 
 Es importante comprender la diferencia entre microcomputadora (µC) y 
microprocesador (µP). Una microcomputadora contiene varios elementos, el más importante es 
el microprocesador. Por lo general el microprocesador es un solo CI que contiene toda la 
circuitería de las unidades de control y aritmética-lógica, en otras palabras, la CPU. Es común 
referirse al microprocesador como la MPU (Unidad del microprocesador), puesto que esla CPU 
(Unidad central de procesamiento) de la microcomputadora. Esto se ilustra en la siguiente 
figura donde se muestran los elementos básicos de una microcomputadora. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 La unidad de memoria muestra dispositivos RAM y ROM. La sección de RAM consta de 
uno o más chips LSI configurados para proporcionar la capacidad de memoria diseñada. Esta 
sección de memoria se usa para almacenar programas y datos, los cuales cambiaran con 
frecuencia durante el curso de operación. También se usa como almacenamiento para 
resultados intermedios y finales de operaciones realizadas durante la ejecución de un 
programa. 
Elementos básicos de una microcomputadora 
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 La sección ROM contiene uno o más chips ROM para almacenar instrucciones y datos 
que no cambian y que no se deben perder cuando se interrumpa la energía. Por ejemplo, 
almacena el programa de arranque que la microcomputadora ejecuta al momento de 
encendido, o puede almacenar una tabla de códigos ASCII necesaria para dar salida a 
información a algún dispositivo externo como una impresora. 
 Las secciones de entrada y salida contienen los círculos de interfaz necesarios para 
permitir que los periféricos se comuniquen apropiadamente con el resto de la computadora. En 
algunos casos estos circuitos de interfaz son chips LSI diseñados por el fabricante de la MPU, 
para conectar la MPU a una variedad de dispositivos de E/S. En otros casos los circuitos de 
interfaz pueden ser tan simples como un registro de búfer. En muchas aplicaciones de control 
implantadas, todos los elementos básicos de una microcomputadora están integrados en un 
solo CI: la microcomputadora de un solo chip. 
 El microprocesador (la MPU), es el corazón de cada microcomputadora. Realiza una 
variedad de funciones, entre las cuales se encuentran: 
1. Proporcionar señales de sincronización y control para todos los elementos de la 
microcomputadora. 
2. Buscar instrucciones y datos en la memoria. 
3. Transferir datos hacia y desde la memoria y a los dispositivos de E/S. 
4. Contar con instrucciones de decodificación. 
5. Realizar las operaciones aritméticas y lógicas que requieren las instrucciones. 
6. Responder a señales de control generadas por operaciones de E/S, tales como 
RESTABLECER (RESET) e INTERRUMPIR (INTERRUPT). 
La MPU contiene toda la circuitería lógica para llevar a cabo estas funciones, pero su lógica 
interna por lo general no es accesible de forma externa. En lugar de eso, se puede controlar 
lo que sucede dentro de la MPU mediante el programa de instrucciones que se puso en 
memoria para que lo ejecute la MPU. Esto es lo que hace a la MPU tan versátil y flexible, 
cuando se desee cambiar su operación, simplemente se cambian los programas 
almacenados en la RAM (Software) o ROM (Firmware) en vez de volver a alambrar los 
componentes electrónicos (Hardware). 
 La lógica interna de la MPU es extremadamente compleja, pero se puede considerar 
como si constara de tres secciones básicas: la sección de control y sincronización, la sección 
de registro y la ALU. Aunque hay interacciones definidas entre estas tres secciones, cada 
una tiene funciones específicas. 
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Microcontroladores 
 Primero que todo comenzaremos definiendo que son los microcontroladores: Los 
ﾏiIヴoIoﾐtヴoladoヴes ふaHヴeviado μC, UC o MCU) son circuitos integrados que son capaces de 
ejecutar órdenes que fueron grabadas en su memoria. Su composición esta dada por varios 
bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea especifica, son dispositivos que operan uno o 
más procesos, por lo general los microcontroladores están basados en la arquitectura de 
Harvard, la cual consiste en dispositivos de almacenamiento separados (memoria de programa 
y memoria de datos). 
 También se puede definir un microcontrolador como un circuito digital que aúna, en un 
solo circuito integrado CI, la mayoría de los elementos necesarios para construir un sistema 
electrónico digital microprogramado. Actualmente son la base de la mayoría de los sistemas 
digitales de control comercializados. Hasta hace no muchos anos construir un sistema de este 
tipo requería un gran número de circuitos integrados, que implementaban los diferentes 
subsistemas. El resultado era un equipo voluminoso, caro y con un grado de fiabilidad no muy 
elevado. 
Las principales razones que han incidido en el éxito de los microcontroladores en las 
aplicaciones de control las podemos resumir en las siguientes: 
 Reducción de tamaño 
 Reducción de costo 
 Aumento de la fiabilidad 
Los subsistemas que contiene un microcontrolador son normalmente: 
 CPU (Unidad Central de Proceso) 
 Memoria RAM 
 Memoria de programa 
Principales áreas funcionales de un 
microprocesador 
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 Temporizadores y contadores 
 Puertos de comunicación en serie y paralelo 
 Líneas individuales de entrada/salida 
 Controlador de interrupciones 
El termino microcontrolador esta dado por dos palabras que son さMiIヴoざ-さCoﾐtヴoladoヴざ 
las Iuales tieﾐeﾐ poヴ sigﾐifiIado さpeケueño ふeﾐ taﾏañoぶざ y さﾏaﾐioHヴaヴ o Ioﾐtヴolaヴ ふfuﾐIióﾐ 
pヴiﾐIipalぶざ pヴoIesos los Iuales soﾐ defiﾐidos mediante la programación. 
Un micro controlador esta constituido en su interior por las tres principales unidades 
funcionales de una computadora, las cuales son: unidad central de procesamiento, memoria y 
periféricos de entrada y salida. 
En fin un microcontrolador es un sistema completo, con unas prestaciones limitadas que 
no pueden modificarse y que puede llevar a cabo las tareas para las que ha sido programado de 
forma autónoma. 
 
Arquitectura de los microcontroladores 
Arquitectura Von Neumann La arquitectura tradicional: 
La arquitectura tradicional de computadoras 
y microcontroladores se basa en el esquema 
propuesto por John Von Neumann, en el cual la 
unidad central de proceso, o CPU, esta 
conectada a una memoria única que contiene 
las instrucciones del programa y los datos. El 
tamaño de la unidad de datos o instrucciones 
esta fijado por el ancho del bus de la memoria. 
Las dos principales limitaciones de esta 
arquitectura tradicional son: 
 Que la longitud de las instrucciones esta limitada por la unidad de longitud de los datos, 
por lo tanto el microprocesador debe hacer varios accesos a memoria para buscar 
instrucciones complejas. 
 La velocidad de operación (o ancho de banda de operación) esta limitada por el efecto 
de cuello de botella que significa un bus único para datos e instrucciones que impide 
superponer ambos tiempos de acceso. 
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La arquitectura von Neumann permite el diseño de programas con código automodificable, 
práctica bastante usada en las antiguas computadoras que solo tenían acumulador y pocos 
modos de direccionamiento, pero innecesaria, en las computadoras modernas. 
 
La arquitectura de Harvard y sus ventajas: 
La arquitectura conocida como 
Harvard, consiste simplemente en un 
esquema en el que el CPU esta 
conectado a dos memorias por 
intermedio de dos buses separados. 
Una de las memorias contiene 
solamente las instrucciones del 
programa, y es llamada Memoria de 
Programa. La otra memoria solo almacena 
los datos y es llamada Memoria de Datos. Ambos buses son totalmente independientes y 
pueden ser de distintos anchos. Para un procesador de Set de Instrucciones Reducido, o RISC 
(Reduced Instrucción Set Computer), el set de instrucciones y el bus de la memoria de 
programa pueden diseñarse de manera tal que todas las instrucciones tengan una sola posición 
de memoria de programa de longitud. Además, como los buses son independientes, el CPU 
puede estar accediendo a los datos para completar la ejecución de una instrucción, y al mismo 
tiempo estar leyendo la próxima instrucción a ejecutar. Podemos observar claramente que las 
principales ventajas de esta arquitectura son: 
 El tamaño de las instrucciones no esta relacionado con el de los datos, y por lo tanto 
puede ser optimizadopara que cualquier instrucción ocupe una sola posición de 
memoria de programa, logrando así mayor velocidad y menor longitud de programa. 
 El tiempo de acceso a las instrucciones puede superponerse con el de los datos, 
logrando una mayor velocidad de operación. 
Una pequeña desventaja de los procesadores con arquitectura Harvard, es que deben 
poseer instrucciones especiales para acceder a tablas de valores constantes que pueda ser 
necesario incluir en los programas, ya que estas tablas se encontraran físicamente en la 
memoria de programa (por ejemplo en la EPROM de un microprocesador). 
 
 
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Arquitectura Interna de un Microcontrolador 
CPU (unidad central de proceso): 
Podemos decir que la CPU, siglas en inglés de unidad central de proceso, es el núcleo del 
microcontrolador. Se encarga de ejecutar las instrucciones almacenadas en la memoria, de la 
que hablaremos más adelante. Es lo que habitualmente llamamos procesador o 
microprocesador, término que a menudo se confunde con el de microcontrolador. En esta línea 
cabe aclarar que, tal y como estamos viendo, ambos términos no son lo mismo: el 
microprocesador es una parte de un microcontrolador y sin él no sería útil; un 
microcontrolador, en cambio, es un sistema completo que puede llevar a cabo de forma 
autónoma una labor. 
Memoria: 
Entendemos por memoria los diferentes componentes del microcontrolador que se 
emplean para almacenar información durante un periodo determinado de tiempo. La 
información que necesitaremos durante la ejecución del programa será, por un lado, el propio 
código, y por otro, los diferentes datos que usemos durante la ejecución del mismo. 
Hablaremos por tanto de memoria de programa y de memoria de datos, respectivamente. 
La diferente naturaleza de la información que hay que almacenar hace necesario el uso 
de diferentes tipos memorias. Sin hacer especial énfasis en este apartado, sí habrá que tener en 
cuenta una clasificación básica, que distingue entre memoria volátil y no volátil. La primera es 
aquella que pierde la información que almacena al desconectarla de la alimentación; la 
segunda, como resulta obvio, no. Por lo tanto, se hace evidente que al menos la memoria de 
programa deberá ser no volátil: no sería práctico que el programa grabado en el 
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microcontrolador se borrara cada vez que apagáramos el dispositivo. Con respecto a la 
memoria de datos, diremos por el momento según la situación puede interesarnos una u otra. 
Unidades de entrada/salida: 
Las unidades de entrada/salida son los sistemas que emplea el microcontrolador para 
comunicarse con el exterior. Imaginemos una televisión: por un lado tiene un dispositivo de 
salida, como es la pantalla, y por otro lado, de entrada, como son los botones de subir o bajar 
volumen y de cambio de canal. Así, los dispositivos de entrada nos permitirán introducir 
información en el microcontrolador y los de salida nos servirán para que éste la saque al 
exterior. 
 
Arquitectura RISC y CISC 
RISC (Reduced Instruction Set Computer) – Computadora con Juego de Instrucciones Reducidas. 
En este caso la idea es que el microcontrolador reconoce y ejecuta sólo operaciones 
básicas (sumar, restar, copiar etc.). Las operaciones más complicadas se realizan al combinar 
éstas (por ejemplo, multiplicación se lleva a cabo al realizar adición sucesiva). Es como intentar 
explicarle a alguien con pocas palabras cómo llegar al aeropuerto en una nueva ciudad. Sin 
embargo, no todo es tan oscuro. Además, el microcontrolador es muy rápido así que no es 
posiHle veヴ todas las さaIヴoHaIiasざ aヴitﾏétiIas ケue ヴealiza. El usuaヴio sólo puede veヴ el ヴesultado 
final de todas las operaciones. Por último, no es tan difícil explicar dónde está el aeropuerto si 
se utilizan las palabras adecuadas tales como: a la derecha, a la izquierda, el kilómetro etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CISC (Complex Instruction 
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Set Computer) – Computadoras con un juego de instrucciones complejo. 
CISC es opuesto a RISC, los microcontroladores diseñados para reconocer más de 200 
instrucciones diferentes realmente pueden realizar muchas cosas a alta velocidad. No obstante, 
uno debe saber cómo utilizar todas las posibilidades que ofrece un lenguaje tan rico, lo que no 
es siempre tan fácil. 
 
Ventajas y Desventajas de Microcontroladores 
 Las principales ventajas con las que cuentan los microcontroladores son: 
 Reducción de la cantidad de espacio en la implementación de un diseño dado. 
 Reduce el costo de implementación. 
 Permite desarrollo de aplicaciones específicas de manera más rápida y eficiente. 
 Los fabricantes dan mucho soporte sobre las aplicaciones más comunes. 
 Se adaptan mejor a aplicaciones específicas. 
 No es necesario diseñar circuitos complejos. 
 Circuito impreso es más pequeño dado que los componentes se encuentran en el 
circuito integrado. 
 Costo reducido, por el número reducido de componentes. 
 Los problemas de ruido eléctricos que pueden afectar a los sistemas con 
microprocesador, se eliminan, debido a que todo el sistema principal, se encuentra en 
un solo encapsulado. 
 El tiempo de desarrollo de un sistema de microcontrolador se reduce notablemente. 
Mientras que cuenta con pocas desventajas, las cuales son: 
 El CPU de los microcontroladores es más simple, sus instrucciones están orientadas, 
fundamentalmente a la operación de cada una de las líneas de entrada y salida. 
 La memoria RAM de datos de los microcontroladores, es baja de capacidad. Esto por 
que las aplicaciones de control e instrumentación no requieren almacenar gran cantidad 
de información temporal. 
 La memoria ROM de programa es limitada. Por lo general no es mayor a 4K por 
instrucción. 
 No tiene accesible al usuario los buses de direcciones, datos y control. (Hay excepciones 
en los que pueden ser accedidos por puertos) 
 Velocidad de operación lenta con respecto a los microprocesadores. Sin embargo, hay 
microcontroladores que operan a 50MHZ. 
 Es necesario un sistema de desarrollo para cada familia de controladores. Software con 
editor de textos, ensamblador y simulador de programas. 
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Sistemas Empotrados 
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Un sistema embebido (SE) o sistema empotrado lo vamos a definir como un sistema 
electrónico diseñado específicamente para realizar unas determinadas funciones, 
habitualmente formando parte de un sistema de mayor entidad. La característica principal es 
que emplea para ello uno o varios procesadores digitales (CPUs) en formato microprocesador, 
microcontrolador o DSP lo que le permite aportar けiﾐteligeﾐIiaげ al sisteﾏa aﾐfitヴióﾐ al ケue ayuda 
a gobernar y del que forma parte. 
En el diseño de un sistema embebido se suelen implicar ingenieros y técnicos 
especializados tanto en el diseño electrónico hardware como el diseño del software. A su vez 
también se requerirá la colaboración de los especialistas en el segmento de usuarios de tales 
dispositivos, si hubiese lugar a ello. 
Por lo tanto, un sistema empotrado tiene como integrante fundamental al computador, ya 
sea en sus versiones de microprocesador o de microcontrolador. Lo esencialmente importante 
es que su funcionamiento se lleve a cabo mediante programación. Pero como el componente 
computador no se puede ver como tal, se debe incluir los datos de entrada, y obtener los datos 
de salida, de un modo no convencional. Esta situación implica que al sistema computador hay 
que añadirle componentes hardware para tal efecto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Clasificación de sistemas empotrados 
Arquitectura típica de un sistema empotrado 
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Una gran cantidad de dispositivos pueden ser considerados como sistemas empotrados. 
Podemos encontrar diferentes clasificaciones de este tipo de sistemas. Una de las principales se 
puede encontrar si consideramos su interacción con el resto del entorno. Atendiendo a esta 
característica,podemos encontrar los siguientes sistemas: 
 Sistemas reactivos: Son aquellos sistemas que siempre interactúan con el exterior, de tal 
forma que la velocidad de operación del sistema deberá ser la velocidad del entorno 
exterior. 
 Sistemas interactivos: Son aquellos sistemas que siempre interactúan con el exterior, de 
tal forma que la velocidad de operación del sistema deberá ser la velocidad del propio 
sistema empotrado. 
 Sistemas transformacionales: Son aquellos sistemas que no interactúan con el exterior, 
únicamente toma un bloque de datos de entrada y lo transforma en un bloque de datos 
de salida, que no es necesario en el entorno. 
Análisis y Diseño 
La concepción del sistema en su globalidad, parte de una idea de una persona, e un equipo 
de diseño o de uﾐ eﾐIaヴgo a ﾏedida ヴealizado paヴa uﾐ けIlieﾐteげ ケue desea resolver una 
determinada necesidad. Podemos establecer un serie de tareas previas que culminarán en 
la elaboración de un anteproyecto, en base al cual se tomarán las decisiones de seguir 
adelante o descartar el proceso: 
1. Determinación de los requisitos globales del sistema. 
2. Selección del microprocesador, microcontrolador o DSP más adecuado. 
3. Selección de la tecnología de fabricación más adecuada. 
4. Elección de la memoria y del sistema operativo si procede. 
5. Determinación de las entradas-salidas, comunicaciones, etc. 
6. Determinación de las necesidades de homologación en función de la aplicación. 
7. Seleccionar el equipo humano mas adecuado para su desarrollo, selección de 
proveedores hardware y software, etc. 
8. Realización de un anteproyecto, lo mas detallado posible que nos permita realizar 
una evaluación sobre la viabilidad técnica y económica del sistema así como generar 
un presupuesto de costes lo mas veraz posible. 
 
 
 
Fases típicas de diseño 
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 Una vez tomada la decisión de proceder a la fabricación del SE, vamos a describir 
brevemente las fases típicas de diseño en cualquier sistema electrónico, sea éste embebido o 
no lo sea. Desde la primera fase, conocida como diseño previo del sistema, hasta la última, que 
consiste en la decisión del producto final, se debe de cuidar el orden de ejecución de las tareas 
y solapar todas las que sea posible de modo que se obtenga un producto fiable en el menor 
tiempo posible. 
 A continuación se describen cada una de las fases a seguir durante el diseño: 
1. Diseño inicial del sistema que incluye toda una serie de tareas que acabarán en la 
elaboración de un esquema eléctrico del mismo y en un diseño de necesidades 
software. 
2. A partir del esquemático y de la forma física de cada uno de los componentes que 
intervienen, elaborar un diseño hardware del mismo. Esta tarea incluye el 
posicionamiento de cada uno de los componentes y el ruteado de las pistas de cobre 
que realizarán las necesarias interconexiones entre los pines de los componentes, 
generando un prototipo de PCB, sobre el que se realiza el montaje o ensamblado de 
todos y cada uno de los dispositivos mediante el procedimiento de soldadura mas 
adecuado. Termina en un prototipo hardware. 
3. Desarrollo del prototipo de software con la programación inicial del micro o de los 
micros que formen parte del SE. 
4. Integración hardware/software mediante el volcado o programación en el circuito de los 
micros. Se dispondrá así del primer prototipo listo para proceder a su testeo y 
depuración. 
5. Pruebas y depuración del software y hardware mediante el empleo de prototipos hasta 
llegar a la versión final. Si se detectan errores en el hardware será necesario proceder a 
rediseñar la placa y volver a comenzar el proceso. Si los errores son de software, el 
proceso es similar, solo que menos costoso en cuanto a materiales que no en cuanto a 
horas de ingeniería. 
6. Producto Final. Tras el resultado satisfactorio en todas las pruebas se conseguirá el 
producto final. En el caso de previsiones de fabricación masiva será necesario fabricar 
pre-series y probarlas para así minimizar los imprevistos de cara a la fabricación en serie 
de altas cantidades. 
 
 
 
 
 
 
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Ejemplo de esquemático de un SE 
Ejemplo de Programa para la generación del layout de 
un PCB 
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Ejemplos de Sistemas Empotrados 
 
 
 
 
 
 
 Ejemplo de sistema de navegación de un vehículo 
autónomo. 
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Un ejemplo típico de un sistema empotrado puede ser el sistema de navegación de un 
vehículo. Supongamos que tenemos un vehículo con tres sensores en la parte delantera, con un 
radio de acción de diez metros cada uno, tal como se muestra en la figura anterior. Al sistema 
se le introduce el punto de inicio y el punto de destino, y debe ser capaz de sortear los posibles 
obstáculos que se encuentre en su trayectoria. 
 Dentro de la electrónica de consumo podemos encontrar a las cámaras digitales (ya 
sean de fotos o de video). 
 Dentro de los electrodomésticos podemos encontrar lavadoras, microondas. 
 Dentro del campo de automóvil podemos encontrar el sistema de frenado. 
 Dentro de las plantas industriales podemos encontrar cualquier controlador de una 
planta. 
 Dentro de los productos informáticos podemos encontrar las impresoras. Así como los 
faxes y teléfonos que entran más en la categoría de comunicaciones. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistemas empotrados dentro del hogar. 
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