Sistem tertanam atau disebut juga dengan sistem benam atau Embedded System telah banyak dirasakan dalam kehidupan sehari-hari. Secara umum, sistem tertanam merupakan sistem elektronika berbasis mikrokontroler. Namun sebelum membahas lebih lanjut tentang hal tersebut ada baiknya kita pahami terlebih dahulu mengenai sistem dan sistem tertanam itu sendiri.
Sistem
Sistem merupakan susunan di mana semua unitnya bekerja sama berdasarkan seperangakat aturan. Ini juga dapat didefinisikan sebagai cara untuk bekerja, mengorganisir atau melakukan satu atau banyak tugas sesuai dengan rencana tetap. Misalnya, jam tangan adalah sistem tampilan waktu. Komponen-komponennya mengikuti seperangkat aturan untuk menunjukkan waktu. Jika salah satu bagiannya gagal, maka jam tangan akan berhenti bekerja. Jadi, dalam suatu sistem, semua subkomponennya bergantung satu sama lain.
Sistem Tertanam (Embedded System)
Seperti namanya, Tertanam (Embedded) berarti sesuatu yang melekat pada hal lain. Sistem tertanam dapat dianggap sebagai sistem perangkat keras komputer yang memiliki perangkat lunak yang tertanam di dalamnya. Sistem tertanam dapat berupa sistem independen atau dapat menjadi bagian dari sistem besar. Sistem tertanam adalah sistem berbasis mikrokontroler atau mikroprosesor yang dirancang untuk melakukan tugas tertentu. Misalnya, alarm kebakaran adalah sistem tertanam; hanya akan bekerja jika ada asap.
Sistem tertanam memiliki tiga komponen yaitu :
- Perangkat Keras.
- Perangkat Lunak Aplikasi.
- Sistem Operasi Waktu Nyata/Real Time Operating System (RTOS)
RTOS bertugas mengawasi perangkat lunak aplikasi dan menyediakan mekanisme prosesor menjalankan proses sesuai penjadwalan dengan mengikuti rencana untuk mengontrol latensi. RTOS mendefinisikan cara sistem bekerja. Ini menetapkan aturan selama pelaksanaan program aplikasi. Sistem tertanam skala kecil mungkin tidak memiliki RTOS.
Jadi kita dapat mendefinisikan sistem tertanam sebagai sistem berbasis mikrokontroler, berbasis perangkat lunak, andal, sistem kontrol waktu nyata.
Karakteristik Sistem Tertanam
- Fungsi Tunggal (Single-functioned). Suatu sistem tertanam biasanya menjalankan suatu operasi khusus dan bekerja berulang-ulang. Misalnya pager selalu berfungsi sebagai
- Dibatasi secara Ketat (Tightly constrained). Semua sistem komputasi memiliki batasan dalam metrik desain, namun pada sistem tertanam batasan ini sangatlah ketat. Metrik desain adalah ukuran fitur implementasi seperti biaya, ukuran, daya, dan kinerja. Ukurannya harus sesuai dengan satu chip, harus melakukan pemrosesan data dengan cukup cepat secara real time dan mengkonsumsi daya yang minimum untuk memperpanjang masa pakai baterai.
- Reaktif dan Waktu Nyata (Reactive and Real time). Banyak sistem tertanam harus terus bereaksi terhadap perubahan dalam lingkungan sistem dan harus menghitung hasil tertentu secara waktu nyata (real time) tanpa penundaan. Misalnya pada pengendali jalannya mobil, alat ini terus memonitor dan bereaksi terhadap sensor kecepatan dan rem. Alat ini harus menghitung akselerasi atau de-akselerasi berulang kali dalam waktu yang terbatas; perhitungan tertunda dapat mengakibatkan kegagalan untuk mengendalikan mobil.
- Berbasis Mikroposesor (Microprocessors based). Sistem tertanam harus berbasis mikroprosesor atau mikrokontroler
- Memory. Sistem tertanam harus memiliki memori, karena perangkat lunaknya biasanya tertanam dalam ROM. Tidak perlu memori sekunder di komputer.
- Terhubung (Connected). Sistem tertanam harus memiliki periferal yang terhubung untuk menghubungkan ke perangkat masukan dan keluaran
- Sistem Perangkat Keras-Perangkat Lunak (HW-SW systems). Perangkat lunak digunakan agar lebih banyak fitur dan fleksibilitas. Perangkat keras digunakan untuk kinerja dan keamanan.
Struktur Dasar Sistem Tertanam
Gambar berikut ini menunjukkan struktur dasar sistem tertanam.
- Sensor. Sensor berfungsi untuk mengukur kuantitas fisik dan mengkonversikannya menjadi sinal listrik yang dapat dibaca oleh observer atau instrumen elektronik seperti Analog to Digital Sensor menyimpan kuantitas terukur ke dalam memori.
- A-D Converter. Analog-to-digital converter mengkonversi sinyal analog yang dikirim oleh sensor menjadi sinyal
- Processor & ASIC. Prosesor memproses data untuk mengukur keluaran dan menyimpannya ke dalam memori.
- D-A Converter. Digital-to-analog converter mengkonversi data digital yang diumpankan oleh prosesor menjadi data analog.
- Actuator. Aktuator membandingkan keluaran yang diberikan oleh D-A Converter dengan keluaran aktual (yang dinginkan) yang disimpan di dalamnya dan menyimpan keluaran yang disetujui.
Keuntungan dan Kerugian Sistem Tertanam
Keuntungan
- Mudah Disesuaikan
- Konsumsi daya rendah
- Biaya rendah
- Peningkatan kinerja
Kekurangan
- Upaya pengembangan tinggi
- Waktu yang lebih besar untuk memasarkan