WEBVTT 00:00.090 --> 00:01.050 Narratore: In questa 00:01.050 --> 00:03.720 lezione inizieremo a parlare di alcuni sistemi embedded. 00:03.720 --> 00:05.610 Quando si parla di sistema incorporato, 00:05.610 --> 00:07.560 si intende un sistema informatico progettato 00:07.560 --> 00:10.980 per svolgere una funzione specifica e dedicata. 00:10.980 --> 00:13.260 Spesso, quando si parla di un sistema embedded, 00:13.260 --> 00:14.490 ci si riferisce a cose che 00:14.490 --> 00:18.150 riguardano più il settore della produzione o dell'automazione. 00:18.150 --> 00:19.890 Quindi, in un sistema di flebo medicale, 00:19.890 --> 00:22.770 un microcontrollore potrebbe avere un solo compito. 00:22.770 --> 00:24.840 Serve a misurare il volume di fluido che passa attraverso 00:24.840 --> 00:27.660 la macchina e viene immesso nella flebo, in modo da poter dare al paziente 00:27.660 --> 00:29.520 ciò di cui ha bisogno. 00:29.520 --> 00:30.510 Potreste averne un altro per 00:30.510 --> 00:33.030 un sistema di controllo di un impianto di trattamento delle acque. 00:33.030 --> 00:34.470 E la sua responsabilità è quella di 00:34.470 --> 00:36.870 assicurarsi che l'acqua scorra ad una certa velocità. 00:36.870 --> 00:39.000 E apriranno o chiuderanno le valvole per assicurarsi 00:39.000 --> 00:41.940 di mantenere la quantità di flusso attraverso il sistema. 00:41.940 --> 00:43.307 Questa è l'idea di un sistema incorporato. 00:43.307 --> 00:45.840 Può trattarsi di un dispositivo molto semplice o 00:45.840 --> 00:47.610 di un dispositivo molto complesso 00:47.610 --> 00:50.550 con un sistema operativo completo, come Linux o Android, 00:50.550 --> 00:52.890 per l'esecuzione di questo tipo di sistemi. 00:52.890 --> 00:54.360 Dipende. 00:54.360 --> 00:55.770 Ora, in questa particolare lezione, 00:55.770 --> 00:58.710 mi concentrerò maggiormente sui sistemi embedded specifici 00:58.710 --> 01:00.120 che hanno una singola funzione 01:00.120 --> 01:02.400 e hanno il loro sistema operativo o microprocessore 01:02.400 --> 01:05.100 dedicato per svolgere tale funzione. 01:05.100 --> 01:07.950 Ad esempio, a casa mia ho un contatore intelligente. 01:07.950 --> 01:09.900 Quindi, se vado sul lato della mia casa, posso 01:09.900 --> 01:11.550 guardare il contatore elettrico della 01:11.550 --> 01:14.940 mia abitazione e mi dirà quanti chilowatt all'ora sto utilizzando e quanto 01:14.940 --> 01:17.010 ho consumato nel tempo. 01:17.010 --> 01:19.860 Ora, queste informazioni sono collegate a Internet, in modo che 01:19.860 --> 01:21.120 la società elettrica non debba 01:21.120 --> 01:22.680 mandare qualcuno a casa mia per leggere 01:22.680 --> 01:24.420 il contatore una volta al mese. 01:24.420 --> 01:26.730 Ora, invece, tutto avviene per via elettronica. 01:26.730 --> 01:28.620 Lo fanno utilizzando modem cellulari 01:28.620 --> 01:30.450 e si collegano attraverso la rete 01:30.450 --> 01:32.640 cellulare alla loro sede centrale e ai 01:32.640 --> 01:34.680 loro server per fornire i dati relativi 01:34.680 --> 01:36.600 al consumo di energia. 01:36.600 --> 01:37.770 Se guardate il contatore di casa 01:37.770 --> 01:40.200 vostra, probabilmente avete qualcosa di molto simile. 01:40.200 --> 01:42.030 Ora, questi tipi di sistemi embedded sono 01:42.030 --> 01:43.980 considerati ambienti statici in cui non vengono 01:43.980 --> 01:46.530 apportate o consentite modifiche frequenti. 01:46.530 --> 01:48.600 Quando è stata l'ultima volta che avete aggiornato il software del 01:48.600 --> 01:50.010 vostro contatore elettrico, ad esempio? 01:50.010 --> 01:51.210 Probabilmente non l'avete mai fatto. 01:51.210 --> 01:53.100 E probabilmente nemmeno l'azienda elettrica 01:53.100 --> 01:54.120 lo fa di frequente. 01:54.120 --> 01:56.190 Questa è l'idea di questi sistemi embedded. 01:56.190 --> 01:57.900 Si tratta di un sistema molto spoglio, 01:57.900 --> 02:00.870 realizzato per uno scopo e un solo scopo. 02:00.870 --> 02:03.510 In questo modo, si contribuisce ad aumentare la sicurezza, 02:03.510 --> 02:05.490 perché non c'è molto codice aggiuntivo. 02:05.490 --> 02:06.720 Ma se il codice originale non è stato 02:06.720 --> 02:08.670 realizzato in buono stato, diventa difficile eseguire 02:08.670 --> 02:10.170 gli aggiornamenti, perché questi apparecchi 02:10.170 --> 02:11.640 non sono costruiti per poter ricevere 02:11.640 --> 02:13.860 aggiornamenti software frequenti. 02:13.860 --> 02:14.693 Per questo motivo, i sistemi 02:14.693 --> 02:16.980 embedded spesso dispongono di un supporto molto limitato per 02:16.980 --> 02:19.800 l'identificazione e la correzione dei problemi di sicurezza. 02:19.800 --> 02:21.120 Non si può chiamare la società elettrica e 02:21.120 --> 02:22.860 dirle di venire a mettere in sicurezza il contatore. 02:22.860 --> 02:25.050 Questo non fa parte di ciò che faranno per voi. 02:25.050 --> 02:26.400 Lo faranno nel modo in cui vogliono, 02:26.400 --> 02:27.840 perché è il loro dispositivo. 02:27.840 --> 02:30.150 E spesso se avete un sistema incorporato all'interno della vostra 02:30.150 --> 02:32.700 fabbrica o del vostro stabilimento, se siete in un'area di produzione, 02:32.700 --> 02:35.220 avrete un supporto limitato da parte del produttore. 02:35.220 --> 02:36.540 Si tratta quindi di un'area 02:36.540 --> 02:38.040 in cui è preferibile inserire tutti 02:38.040 --> 02:39.510 i dispositivi in una rete separata 02:39.510 --> 02:42.150 e non collegarli a Internet in generale, che potrebbe rappresentare 02:42.150 --> 02:44.970 una grande area di vulnerabilità. 02:44.970 --> 02:46.410 Ora, quando si parla di sistemi 02:46.410 --> 02:48.240 embedded, esiste un termine chiamato 02:48.240 --> 02:51.030 PLC, che è un controllore logico programmabile. 02:51.030 --> 02:53.310 Si tratta di un tipo di computer progettato per l'impiego 02:53.310 --> 02:55.230 in ambienti industriali o esterni, in grado 02:55.230 --> 02:57.960 di automatizzare i moderni sistemi meccanici. 02:57.960 --> 02:59.760 Quando pensate a un PLC, pensate 02:59.760 --> 03:01.680 a qualcosa di simile alla produzione 03:01.680 --> 03:03.420 che apre o chiude una valvola per 03:03.420 --> 03:05.370 far entrare più o meno acqua. 03:05.370 --> 03:07.140 Questa è l'idea di un PLC. 03:07.140 --> 03:09.780 È un controllore logico programmabile. 03:09.780 --> 03:12.000 Ora, questi PLC funzionano con il firmware perché, ancora 03:12.000 --> 03:14.250 una volta, si tratta di sistemi incorporati. 03:14.250 --> 03:16.950 Quindi il firmware, che è un software su un chip, può essere patchato 03:16.950 --> 03:18.480 e riprogrammato per risolvere le vulnerabilità 03:18.480 --> 03:20.280 quando si verificano. 03:20.280 --> 03:22.620 Ma anche in questo caso si tratta di un processo molto specifico 03:22.620 --> 03:25.230 e il supporto del produttore è solitamente limitato. 03:25.230 --> 03:26.370 Non è come per Microsoft, 03:26.370 --> 03:28.350 che vi darà una patch ogni martedì. 03:28.350 --> 03:31.140 Con questi PLC, è possibile ottenere una patch ogni sei 03:31.140 --> 03:32.550 mesi, o un anno, o due anni. 03:32.550 --> 03:35.520 Di solito, l'intervallo tra una patch e l'altra è molto lungo. 03:35.520 --> 03:36.960 Ora, l'altra cosa di cui vogliamo parlare sono 03:36.960 --> 03:38.550 alcuni dei sistemi operativi che utilizzano. 03:38.550 --> 03:40.740 Esiste quindi una cosa nota come RTOS, ovvero 03:40.740 --> 03:43.020 un sistema operativo in tempo reale. 03:43.020 --> 03:45.120 Si tratta di un tipo di sistema operativo 03:45.120 --> 03:48.780 che privilegia l'esecuzione deterministica delle operazioni. 03:48.780 --> 03:50.910 E questo ci aiuterà a garantire una risposta coerente 03:50.910 --> 03:52.800 per le attività critiche in termini di tempo. 03:52.800 --> 03:53.880 Ora, pensate a questo. 03:53.880 --> 03:57.000 Se state gestendo qualcosa che deve aprire o chiudere una valvola all'interno 03:57.000 --> 03:58.830 di una centrale nucleare, potete avere la 03:58.830 --> 04:02.040 possibilità di metterla offline in qualsiasi momento? 04:02.040 --> 04:03.240 Probabilmente no, giusto? 04:03.240 --> 04:05.670 Ecco, questa è l'idea di utilizzare un RTOS, un 04:05.670 --> 04:07.500 sistema operativo in tempo reale. 04:07.500 --> 04:09.420 Questo perché molti dei nostri sistemi 04:09.420 --> 04:12.000 embedded non possono tollerare riavvii o crash 04:12.000 --> 04:13.710 e devono avere tempi di risposta 04:13.710 --> 04:16.440 prevedibili entro i millisecondi. 04:16.440 --> 04:17.580 Quindi, se sto costruendo 04:17.580 --> 04:19.860 qualcosa che deve far funzionare parti di un aeroplano, 04:19.860 --> 04:22.080 che deve aiutare il mio autopilota a volare, e se l'autopilota 04:22.080 --> 04:23.910 deve effettuare regolazioni sulle ali ogni 04:23.910 --> 04:26.430 paio di millisecondi, beh, questo è qualcosa per cui vorremmo 04:26.430 --> 04:29.850 usare un sistema operativo in tempo reale. 04:29.850 --> 04:32.160 Non possiamo usare un sistema Windows standard per questo. 04:32.160 --> 04:33.990 Non è abbastanza veloce o potente. 04:33.990 --> 04:36.060 È soggetto a riavvii o a crash, a patch 04:36.060 --> 04:38.250 di sicurezza e a tutte le altre cose. 04:38.250 --> 04:40.620 Quindi RTOS, quando sentite questo termine, pensate 04:40.620 --> 04:42.690 a questo tipo di sistema operativo che viene spesso 04:42.690 --> 04:44.550 utilizzato con i sistemi embedded, soprattutto 04:44.550 --> 04:46.560 nelle applicazioni critiche. 04:46.560 --> 04:47.700 Un altro modo per farlo è utilizzare 04:47.700 --> 04:49.740 il cosiddetto system-on-a-chip. 04:49.740 --> 04:51.810 Si tratta di un'altra forma di sistemi incorporati. 04:51.810 --> 04:53.910 In questo caso il nostro processore integra 04:53.910 --> 04:56.850 le funzionalità della piattaforma di più controllori 04:56.850 --> 04:58.470 logici in un unico chip. 04:58.470 --> 05:01.860 Ora, questi system-on-a-chip possono essere molto efficienti dal punto di vista energetico 05:01.860 --> 05:04.290 e quindi vengono spesso utilizzati con dispositivi più piccoli che 05:04.290 --> 05:05.790 devono avere un sistema incorporato. 05:05.790 --> 05:06.810 Quindi, se devo creare qualcosa 05:06.810 --> 05:07.860 che abbia un sistema incorporato 05:07.860 --> 05:10.140 e che sia molto piccolo e possa stare in tasca, di solito 05:10.140 --> 05:12.681 uso qualcosa come un system-on-a-chip. 05:12.681 --> 05:13.920 Se si utilizza qualcosa come 05:13.920 --> 05:15.300 un Roomba o un aspirapolvere robot, 05:15.300 --> 05:18.090 questi utilizzano una mentalità di tipo system-on-a-chip perché 05:18.090 --> 05:19.950 cercano di inserire tutte le informazioni 05:19.950 --> 05:21.870 in un unico chip, perché anche in questo caso 05:21.870 --> 05:24.570 occupa meno spazio e quindi si può lasciare più spazio per le parti 05:24.570 --> 05:27.360 funzionanti necessarie, come l'aspirapolvere. 05:27.360 --> 05:30.180 Per system-on-a-chip si intende un tipo di circuito integrato 05:30.180 --> 05:32.310 che contiene tutti i componenti di un sistema informatico 05:32.310 --> 05:33.660 in un unico chip. 05:33.660 --> 05:36.630 Questo include il processore, la memoria, lo storage, il processore 05:36.630 --> 05:38.670 grafico e le periferiche, come i controller 05:38.670 --> 05:41.370 USB, i circuiti di gestione dell'alimentazione e le radio 05:41.370 --> 05:44.010 wireless per il wifi o il Bluetooth. 05:44.010 --> 05:47.160 Un ottimo esempio di system-on-a-chip è il Raspberry Pi, che 05:47.160 --> 05:48.990 contiene un computer completamente 05:48.990 --> 05:50.880 contenuto in un singolo chip. 05:50.880 --> 05:52.650 Ora, molti di questi system-on-a-chip 05:52.650 --> 05:54.570 saranno integrati in altri dispositivi 05:54.570 --> 05:58.140 come smart TV e set top box, come i dispositivi di streaming Amazon 05:58.140 --> 06:00.750 Fire TV, Roku e Apple TV. 06:00.750 --> 06:02.970 I progetti System-on-a-chip sono diventati molto popolari 06:02.970 --> 06:04.560 grazie al loro basso consumo energetico, 06:04.560 --> 06:07.440 alle prestazioni decenti e al fattore di forma ridotto. 06:07.440 --> 06:10.260 Ad esempio, se si possiede un Roku o un Fire TV Stick, questi 06:10.260 --> 06:12.420 hanno le dimensioni di una chiavetta USB. 06:12.420 --> 06:15.450 Tuttavia, essi forniscono una funzionalità smart TV pienamente funzionante in 06:15.450 --> 06:16.980 qualsiasi televisore esistente e possono 06:16.980 --> 06:18.510 elaborare video in streaming attraverso 06:18.510 --> 06:20.913 una connessione wireless utilizzando questi dispositivi.