Embeddedprozessoren

Embeddedprozessoren sind Zentralprozessoren, die speziell für den Einsatz in eingebetteten Systemen konzipiert sind. Im Gegensatz zu Desktop- oder Serversystemen legen sie Wert auf geringe Größe, niedrigen Energieverbrauch, geringe Kosten und deterministisches Reaktionsverhalten. Sie bilden oft die Recheneinheit in System-on-a-Chip-Lösungen (SoCs) und arbeiten eng mit Speicher, Peripherie und Schnittstellen zusammen.

Merkmale umfassen häufig begrenzten Arbeitsspeicher, spezialisierte Peripherie (Timer, ADCs, DACs, UART, SPI, I2C), Echtzeitfähigkeit, mehrere Energiemodi und integrierte Sicherheitsfunktionen. Viele Embeddedprozessoren sind Teil eines Mikrocontrollers oder eines System-on-a-Chip, wobei der CPU-Kern mit Speicher und Peripherie auf einem Chip integriert ist. Einige Systeme verwenden leistungsfähigere Application-Prozessoren für Multimedia-Anwendungen und Linux-basierte Software.

Architektur und Programmierung: Verbreitete Architekturen sind RISC (ARM, RISC-V, MIPS) und in vielen Mikrocontrollern auch CISC-ähnliche Ansätze. Die ARM Cortex-M-Serie dominiert den MCU-Bereich, während Cortex-A-Kerne in leistungsfähigeren SoCs eingesetzt werden. RISC-V gewinnt als offene ISA an Bedeutung. Die Programmierung erfolgt meist plattformübergreifend über Cross-Compiler, oft mit RTOS oder Bare-metal; Debugging erfolgt über JTAG oder SWD; Sicherheits- und Qualitätsstandards wie MISRA C und ISO 26262 sind relevant.

Anwendungen umfassen Automobiltechnik, Industrieautomation, Medizintechnik, Consumer Electronics, Smart-Home-Geräte und IoT sowie Telekommunikation.

Entwicklungstrends: Schwerpunkt liegt auf Energieeffizienz, Sicherheit, Edge-Computing, KI-Inferenz am Rand, Open-Source-Architekturen wie RISC-V, Hardwarebeschleunigern und heterogenen Systemen.