WEBVTT 00:00.090 --> 00:01.050 Narrador: Nesta lição, 00:01.050 --> 00:03.720 vamos começar a falar sobre alguns sistemas incorporados. 00:03.720 --> 00:05.610 Agora, quando falamos de um sistema incorporado, 00:05.610 --> 00:07.560 trata-se de um sistema de computador projetado 00:07.560 --> 00:10.980 para executar uma função específica e dedicada. 00:10.980 --> 00:13.260 Agora, muitas vezes, quando falamos de um sistema 00:13.260 --> 00:14.490 incorporado, estamos falando 00:14.490 --> 00:18.150 de coisas mais no espaço de fabricação ou no espaço de automação. 00:18.150 --> 00:19.890 Assim, podemos ter um microcontrolador 00:19.890 --> 00:22.770 em um sistema de gotejamento médico que tem uma função. 00:22.770 --> 00:24.840 É para medir a quantidade de volume de fluido 00:24.840 --> 00:27.660 que passa por essa máquina e entra em seu IV, para que você possa 00:27.660 --> 00:29.520 dar ao paciente o que ele precisa. 00:29.520 --> 00:30.510 Você pode ter outro para 00:30.510 --> 00:33.030 um sistema de controle em uma estação de tratamento de água. 00:33.030 --> 00:34.470 E sua responsabilidade é garantir 00:34.470 --> 00:36.870 que a água esteja fluindo em uma determinada taxa. 00:36.870 --> 00:39.000 E eles abrirão ou fecharão válvulas para garantir 00:39.000 --> 00:41.940 que mantenhamos essa quantidade de fluxo no sistema. 00:41.940 --> 00:43.307 Essa é a ideia de um sistema incorporado. 00:43.307 --> 00:45.840 E pode ser um dispositivo muito, muito simples ou pode 00:45.840 --> 00:47.610 ser totalmente complexo e ter um sistema 00:47.610 --> 00:50.550 operacional completo, como Linux ou Android, sendo usado 00:50.550 --> 00:52.890 para executar esse tipo de sistema. 00:52.890 --> 00:54.360 Depende. 00:54.360 --> 00:55.770 Agora, nesta lição em particular, 00:55.770 --> 00:58.710 vou me concentrar mais nos sistemas incorporados específicos 00:58.710 --> 01:00.120 que têm uma única função e têm seu 01:00.120 --> 01:02.400 próprio sistema operacional ou microprocessadores 01:02.400 --> 01:05.100 dedicados para realizar essa função. 01:05.100 --> 01:07.950 Por exemplo, em minha casa, tenho um medidor inteligente. 01:07.950 --> 01:09.900 Assim, se eu for para o lado de fora da minha 01:09.900 --> 01:11.550 casa, posso olhar o medidor de eletricidade 01:11.550 --> 01:14.940 da minha casa e ele me dirá quantos quilowatts por hora estou usando e quanto 01:14.940 --> 01:17.010 usei ao longo do tempo. 01:17.010 --> 01:19.860 Agora, essas informações estão conectadas à Internet, de modo 01:19.860 --> 01:21.120 que a empresa de energia não 01:21.120 --> 01:22.680 precisa enviar alguém à minha casa 01:22.680 --> 01:24.420 para ler o medidor uma vez por mês. 01:24.420 --> 01:26.730 Em vez disso, tudo é feito eletronicamente agora. 01:26.730 --> 01:28.620 Eles fazem isso usando modems de celular 01:28.620 --> 01:30.450 e se conectam por meio da rede de celular 01:30.450 --> 01:32.640 de volta à Internet, à sua sede e aos seus servidores 01:32.640 --> 01:34.680 para alimentar os dados do que usamos para 01:34.680 --> 01:36.600 o consumo de energia. 01:36.600 --> 01:37.770 Se você olhar o medidor de 01:37.770 --> 01:40.200 sua casa, provavelmente tem algo muito parecido. 01:40.200 --> 01:42.030 Atualmente, esses tipos de sistemas incorporados 01:42.030 --> 01:43.980 são considerados ambientes estáticos, nos quais 01:43.980 --> 01:46.530 não são feitas nem permitidas alterações frequentes. 01:46.530 --> 01:48.600 Então, quando foi a última vez que você atualizou o software do seu 01:48.600 --> 01:50.010 medidor de energia elétrica, por exemplo? 01:50.010 --> 01:51.210 Provavelmente você nunca fez isso. 01:51.210 --> 01:53.100 E a empresa de energia provavelmente também não faz 01:53.100 --> 01:54.120 isso com muita frequência. 01:54.120 --> 01:56.190 Essa é a ideia desses sistemas incorporados. 01:56.190 --> 01:57.900 Eles são um sistema muito simplificado, 01:57.900 --> 02:00.870 criado para cumprir um único propósito. 02:00.870 --> 02:03.510 E, ao fazer isso, eles se tornam mais seguros porque 02:03.510 --> 02:05.490 não têm muito código extra. 02:05.490 --> 02:06.720 Porém, se o código original não 02:06.720 --> 02:08.670 tiver sido criado em um bom estado, será difícil 02:08.670 --> 02:10.170 fazer atualizações, pois esses equipamentos 02:10.170 --> 02:11.640 não foram criados para receber atualizações 02:11.640 --> 02:13.860 frequentes de software. 02:13.860 --> 02:14.693 Por esse motivo, os 02:14.693 --> 02:16.980 sistemas incorporados geralmente têm muito pouco 02:16.980 --> 02:19.800 suporte para identificar e corrigir problemas de segurança. 02:19.800 --> 02:21.120 Não é possível ligar para a empresa de energia 02:21.120 --> 02:22.860 elétrica e pedir que venham proteger seu medidor. 02:22.860 --> 02:25.050 Isso simplesmente não faz parte do que eles farão por você. 02:25.050 --> 02:26.400 Eles farão isso da maneira que quiserem, 02:26.400 --> 02:27.840 pois o dispositivo é deles. 02:27.840 --> 02:30.150 E, muitas vezes, se você tiver um sistema incorporado 02:30.150 --> 02:32.700 dentro da sua fábrica ou da sua planta, se estiver em uma área 02:32.700 --> 02:35.220 de produção, terá um suporte limitado do fabricante. 02:35.220 --> 02:36.540 Portanto, essa é uma área em que 02:36.540 --> 02:38.040 você realmente deseja colocar todos 02:38.040 --> 02:39.510 esses dispositivos em uma rede separada 02:39.510 --> 02:42.150 e não conectá-los à Internet em geral, o que pode ser uma grande 02:42.150 --> 02:44.970 área de vulnerabilidade para você. 02:44.970 --> 02:46.410 Agora, quando falamos de sistemas 02:46.410 --> 02:48.240 incorporados, há um termo chamado PLC, 02:48.240 --> 02:51.030 que é um controlador lógico programável. 02:51.030 --> 02:53.310 Esse é um tipo de computador projetado para ser implantado 02:53.310 --> 02:55.230 em ambientes industriais ou externos e pode 02:55.230 --> 02:57.960 automatizar nossos sistemas mecânicos modernos. 02:57.960 --> 02:59.760 Agora, quando você pensar em um PLC, quero 02:59.760 --> 03:01.680 que pense em algo como uma manufatura que abrirá 03:01.680 --> 03:03.420 ou fechará uma válvula para permitir 03:03.420 --> 03:05.370 a entrada de mais ou menos água. 03:05.370 --> 03:07.140 Essa é a ideia de um PLC. 03:07.140 --> 03:09.780 É um controlador lógico programável. 03:09.780 --> 03:12.000 Esses PLCs são executados em firmware porque, 03:12.000 --> 03:14.250 novamente, são sistemas incorporados. 03:14.250 --> 03:16.950 Assim, o firmware, que é um software em um chip, pode ser corrigido 03:16.950 --> 03:18.480 e reprogramado para corrigir vulnerabilidades 03:18.480 --> 03:20.280 quando elas ocorrerem. 03:20.280 --> 03:22.620 Mas, novamente, há um processo muito específico 03:22.620 --> 03:25.230 e, normalmente, o suporte do fabricante é limitado. 03:25.230 --> 03:26.370 Não é como a Microsoft, que 03:26.370 --> 03:28.350 lhe fornecerá um patch toda terça-feira. 03:28.350 --> 03:31.140 Com esses PLCs, você pode receber um patch a cada seis meses, 03:31.140 --> 03:32.550 ou um ano, ou dois anos. 03:32.550 --> 03:35.520 Geralmente, há um intervalo muito longo entre as correções. 03:35.520 --> 03:36.960 Agora, outra coisa sobre a qual queremos falar é sobre 03:36.960 --> 03:38.550 alguns dos sistemas operacionais que eles usam. 03:38.550 --> 03:40.740 Portanto, existe algo conhecido como RTOS, 03:40.740 --> 03:43.020 que é um sistema operacional em tempo real. 03:43.020 --> 03:45.120 Agora, esse é um tipo de sistema operacional 03:45.120 --> 03:48.780 que prioriza a execução determinística das operações. 03:48.780 --> 03:50.910 E isso nos ajudará a garantir uma resposta consistente 03:50.910 --> 03:52.800 para tarefas de tempo crítico. 03:52.800 --> 03:53.880 Agora, pense sobre isso. 03:53.880 --> 03:57.000 Se você estiver operando algo que precise abrir ou fechar uma 03:57.000 --> 03:58.830 válvula dentro de uma usina nuclear, 03:58.830 --> 04:02.040 é possível que ela fique off-line a qualquer momento? 04:02.040 --> 04:03.240 Provavelmente não, certo? 04:03.240 --> 04:05.670 Bem, essa é a ideia de onde usaríamos um RTOS, um sistema 04:05.670 --> 04:07.500 operacional em tempo real. 04:07.500 --> 04:09.420 Isso ocorre porque muitos de nossos sistemas 04:09.420 --> 04:12.000 incorporados normalmente não toleram reinicializações 04:12.000 --> 04:13.710 ou falhas e precisam ter esses tempos 04:13.710 --> 04:16.440 de resposta previsíveis em milissegundos. 04:16.440 --> 04:17.580 Portanto, se eu estiver construindo 04:17.580 --> 04:19.860 algo que vai operar partes de um avião, que vai ajudar 04:19.860 --> 04:22.080 meu piloto automático a voar, e com o piloto automático 04:22.080 --> 04:23.910 precisando fazer ajustes nas asas a cada 04:23.910 --> 04:26.430 dois milissegundos, bem, isso é algo para o qual gostaríamos 04:26.430 --> 04:28.230 de usar um sistema operacional em tempo 04:28.230 --> 04:29.850 real. 04:29.850 --> 04:32.160 Não é possível usar um sistema Windows padrão para isso. 04:32.160 --> 04:33.990 Ele simplesmente não é rápido ou potente o suficiente. 04:33.990 --> 04:36.060 E está sujeito a reinicializações ou falhas, além 04:36.060 --> 04:38.250 de patches de segurança e todas essas coisas. 04:38.250 --> 04:40.620 Portanto, quando você ouvir esse termo, pense nele como 04:40.620 --> 04:42.690 o tipo de sistema operacional que é usado com frequência 04:42.690 --> 04:44.550 em sistemas incorporados, especialmente 04:44.550 --> 04:46.560 em aplicativos críticos. 04:46.560 --> 04:47.700 Agora, outra maneira de fazer 04:47.700 --> 04:49.740 isso é usar o que chamamos de sistema em um chip. 04:49.740 --> 04:51.810 Essa é outra forma de sistemas incorporados. 04:51.810 --> 04:53.910 É aqui que o nosso processador integra 04:53.910 --> 04:56.850 a funcionalidade da plataforma de vários controladores 04:56.850 --> 04:58.470 lógicos em um único chip. 04:58.470 --> 05:01.860 Agora, esse sistema em um chip pode ser muito eficiente em termos de consumo de energia e, 05:01.860 --> 05:04.290 portanto, é usado com frequência em dispositivos menores que precisam 05:04.290 --> 05:05.790 ter um sistema incorporado. 05:05.790 --> 05:06.810 Portanto, se eu precisar criar 05:06.810 --> 05:07.860 algo que tenha um sistema incorporado 05:07.860 --> 05:10.140 e que seja muito pequeno para caber no meu bolso, normalmente 05:10.140 --> 05:12.681 usaria algo como um system-on-a-chip. 05:12.681 --> 05:13.920 Se você estiver usando algo 05:13.920 --> 05:15.300 como um Roomba ou um aspirador de 05:15.300 --> 05:18.090 pó robô, eles usam uma mentalidade do tipo sistema em um chip porque 05:18.090 --> 05:19.950 tentam colocar todas as informações em um 05:19.950 --> 05:21.870 único chip, porque, novamente, ele ocupa menos 05:21.870 --> 05:24.570 espaço e, portanto, você pode deixar mais espaço para as peças 05:24.570 --> 05:27.360 funcionais necessárias, como o aspirador. 05:27.360 --> 05:30.180 Um system-on-a-chip refere-se a um tipo de circuito integrado 05:30.180 --> 05:32.310 que contém todos os componentes de um sistema de 05:32.310 --> 05:33.660 computador em um único chip. 05:33.660 --> 05:36.630 Isso inclui o processador, a memória, o armazenamento, o processador 05:36.630 --> 05:38.670 gráfico e os periféricos, como controladores 05:38.670 --> 05:41.370 USB, circuitos de gerenciamento de energia e rádios sem 05:41.370 --> 05:44.010 fio para Wi-Fi ou Bluetooth. 05:44.010 --> 05:47.160 Um ótimo exemplo de um sistema em um chip é o Raspberry Pi, 05:47.160 --> 05:48.990 que contém um computador totalmente 05:48.990 --> 05:50.880 contido em um único chip. 05:50.880 --> 05:52.650 Agora, muitos desses system-on-a-chips 05:52.650 --> 05:54.570 serão incorporados a outros dispositivos, 05:54.570 --> 05:58.140 como smart TVs e set top boxes, como os dispositivos de streaming Amazon 05:58.140 --> 06:00.750 Fire TV, Roku e Apple TV. 06:00.750 --> 06:02.970 Os designs de sistema em um chip se tornaram muito 06:02.970 --> 06:04.560 populares devido ao baixo consumo 06:04.560 --> 06:07.440 de energia, ao desempenho decente e ao formato pequeno. 06:07.440 --> 06:10.260 Por exemplo, se você tiver um Roku ou Fire TV Stick, 06:10.260 --> 06:12.420 eles têm o tamanho de um pen drive USB. 06:12.420 --> 06:15.450 No entanto, eles oferecem uma funcionalidade de smart TV totalmente funcional 06:15.450 --> 06:16.980 em qualquer televisão existente e podem 06:16.980 --> 06:18.510 processar streaming de vídeo por meio 06:18.510 --> 06:20.913 de uma conexão sem fio usando esses dispositivos.