Surabaya, November 2024 – Embedded system atau sistem tertanam adalah computing device atau sebuah sistem komputer khusus yang dirancang untuk menjalankan fungsi atau tugas tertentu dalam sebuah perangkat yang lebih besar. Terdiri dari perangkat lunak serta perangkat keras yang meliputi mikroprosesor atau mikrokontroler dengan penambahan memori eksternal, I/O dan komponen lainnya seperti sensor, keypad, LED, LCD.
Berbeda dengan komputer umum yang dapat menjalankan berbagai aplikasi, embedded system berfokus pada satu atau beberapa fungsi saja, membuatnya lebih efisien, ringan, dan hemat energi. Contohnya dapat ditemukan dalam berbagai perangkat sehari-hari seperti microwave, mesin cuci, smartphone, bahkan mobil.
Embedded system bekerja dengan menggabungkan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software) yang dirancang khusus. Karena fungsinya yang terbatas, embedded system umumnya menggunakan prosesor kecil, memori terbatas, dan perangkat input/output sederhana untuk menjalankan tugasnya.
Embedded system dikendalikan oleh satu atau lebih inti pemrosesan utama, seperti mikrokontroler atau Digital Signal Processor (DSP). Salah satu karakteristik embedded system adalah kemampuannya yang terfokus untuk menangani tugas tertentu yang membutuhkan prosesor andal.
Ciri-Ciri Embedded System
Sistem embedded memiliki beberapa ciri khas yang membuatnya berbeda dari sistem komputer umum. Berikut adalah beberapa ciri utama dari embedded system:
- Terbatas pada Tugas Tertentu
Embedded system hanya dirancang untuk satu tugas atau aplikasi tertentu, yang membuatnya lebih efisien dalam menjalankan fungsinya.
- Kapasitas Memori Terbatas
Sistem ini biasanya menggunakan memori dan prosesor dengan spesifikasi rendah karena hanya memerlukan sumber daya yang cukup untuk tugasnya, tidak lebih.
- Real-Time Operation
Banyak embedded system yang harus beroperasi dalam waktu nyata (real-time) agar dapat merespons dengan cepat, seperti pada perangkat medis atau sistem kontrol otomotif.
- Ukuran Kecil dan Konsumsi Daya Rendah
Karena digunakan dalam perangkat kecil, embedded system dirancang dengan ukuran yang ringkas dan konsumsi daya yang rendah.
- Reliabilitas Tinggi
Embedded system umumnya digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan reliabilitas tinggi, seperti sistem keselamatan kendaraan atau perangkat medis, sehingga harus dirancang untuk dapat beroperasi dengan andal dalam jangka waktu yang lama.
Aplikasi Embedded System
Embedded system telah banyak digunakan dalam berbagai sektor, mulai dari perangkat rumah tangga hingga industri teknologi tinggi. Berikut beberapa aplikasi umum yang menggunakan embedded system:
- Elektronik Konsumen
Contohnya termasuk televisi, mesin cuci, kulkas, microwave, dan oven yang menggunakan sistem ini untuk mengontrol operasi sehari-hari.
- Automotif
Mobil modern menggunakan embedded system untuk berbagai fitur, seperti sistem pengereman anti terkunci (ABS), kontrol mesin, sistem hiburan, dan navigasi.
- Perangkat Medis
Embedded system digunakan pada perangkat seperti monitor detak jantung, mesin MRI, dan ventilator yang membutuhkan respons real-time dan akurasi tinggi.
- Peralatan Industri
Mesin otomatis, robot industri, dan alat pengendalian proses pada manufaktur menggunakan embedded system untuk menjalankan tugas secara otomatis dan presisi tinggi.
- Peralatan Jaringan dan Telekomunikasi
Router, modem, dan switch menggunakan embedded system untuk mengelola aliran data dan komunikasi dengan cepat dan andal.
- Smart Home dan IoT
Embedded system menjadi dasar bagi teknologi rumah pintar seperti smart lock, kamera keamanan, dan pengaturan suhu pintar yang dapat dikendalikan melalui smartphone.
Kategori Embedded System
Embedded system dapat diklasifikasikan berdasarkan kompleksitas, waktu respons, dan aplikasi yang digunakan. Berikut beberapa kategori utamanya:
1. Small-Scale Embedded System
Sistem kecil ini menggunakan mikroprosesor atau mikrokontroler sederhana dan umumnya beroperasi dengan daya rendah. Contohnya adalah remote TV dan kalkulator.
2. Medium-Scale Embedded System
Sistem ini menggunakan prosesor yang lebih canggih, sering kali dengan OS ringan untuk mendukung beberapa fungsi tambahan. Contohnya adalah printer, ATM, dan mesin fotokopi.
3. Sophisticated Embedded System
Embedded system jenis ini sangat kompleks dan memiliki kapabilitas pengolahan data yang tinggi. Umumnya digunakan pada aplikasi yang memerlukan kinerja tinggi seperti perangkat medis canggih, sistem navigasi, dan kontrol industri.
4. Real-Time Embedded System
Sistem ini dirancang untuk aplikasi yang membutuhkan respons cepat dalam waktu nyata, seperti pada kendaraan dan perangkat kontrol lalu lintas. Sistem ini juga bisa dibagi menjadi hard real-time dan soft real-time, tergantung pada kritikalitas respons waktu.
5. Embedded System Hard Real-Time
Pada Embedded System jenis ini, keterlambatan operasi melampaui batas waktu yang ditentukan dapat mengakibatkan kegagalan fatal dan kerusakan pada perangkat. Batas waktu respons untuk sistem ini sangat kritis, seringkali dalam hitungan milidetik atau lebih cepat. Misalnya, jika operasi pada sistem kontrol rudal tidak selesai tepat waktu, hal ini dapat berujung pada bencana. Embedded System seperti ini juga hadir dalam kehidupan sehari-hari, seperti pada sistem kontrol airbag mobil. Penundaan pada sistem ini bisa membahayakan keselamatan pengendara karena kecelakaan sering terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Oleh karena itu, Embedded System ini harus beroperasi dengan akurasi waktu yang sangat tinggi. Pemilihan chip dan sistem operasi real-time (RTOS) menjadi faktor penting pada Embedded System hard real-time ini.
6. Embedded System Soft Real-Time
Pada Embedded System jenis ini, keterlambatan operasi melampaui batas waktu yang ditentukan dapat mengakibatkan kegagalan fatal dan kerusakan pada perangkat. Batas waktu respons untuk sistem ini sangat kritis, seringkali dalam hitungan milidetik atau lebih cepat. Misalnya, jika operasi pada sistem kontrol rudal tidak selesai tepat waktu, hal ini dapat berujung pada bencana. Embedded System seperti ini juga hadir dalam kehidupan sehari-hari, seperti pada sistem kontrol airbag mobil. Penundaan pada sistem ini bisa membahayakan keselamatan pengendara karena kecelakaan sering terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Oleh karena itu, Embedded System ini harus beroperasi dengan akurasi waktu yang sangat tinggi. Pemilihan chip dan sistem operasi real-time (RTOS) menjadi faktor penting pada Embedded System hard real-time ini.
Embedded system merupakan bagian penting dari berbagai teknologi modern yang membantu perangkat bekerja secara efisien dan tepat sasaran. Dengan perkembangan IoT dan teknologi pintar, peran embedded system semakin berkembang, membuatnya semakin relevan di banyak sektor kehidupan. Memahami cara kerja dan aplikasinya tidak hanya bermanfaat bagi mereka yang berkarir di bidang teknologi, tetapi juga bagi masyarakat umum untuk memahami bagaimana perangkat di sekitar kita berfungsi.
Penulis: Fujiyama / Foto: Pexels