Kas ir iegultās sistēmas dizains: Projektēšanas procesa soļi

Iegultā sistēma ir kontrolieris, kas kontrolē daudzas citas elektroniskās ierīces. Tā ir iegultās aparatūras un programmatūras kombinācija. Ir divu veidu iegultās sistēmas mikroprocesori un mikrokontrolieris . Mikroprocesora pamatā ir fon Neimaņa modelis / arhitektūra (kur programma + dati atrodas vienā un tajā pašā atmiņas vietā), tā ir svarīga datorsistēmas sastāvdaļa, kur tai ir pieslēgti ārējie procesori un perifērijas ierīces. Tas aizņem lielāku platību un patērē vairāk enerģijas. Mikroprocesora pielietojums ir personālie datori. Šajā rakstā ir aplūkoti soļi, kas saistīti ar iegultās sistēmas dizainu.

Kas ir iegultās sistēmas dizains?

Definīcija: Sistēma, kas izstrādāta ar aparatūras un programmatūras iegulšanu konkrētai funkcijai ar lielāku platību, ir iegultās sistēmas dizains. Iegultās sistēmas projektēšanā mikrokontrollerim ir būtiska loma. Mikrokontrolieris ir balstīts uz Hārvardas arhitektūru, tas ir svarīgs iegultās sistēmas komponents. Ārējais procesors, iekšējā atmiņa un i / o komponenti ir saskarnē ar mikrokontrolleru. Tas aizņem mazāku platību, mazāku enerģijas patēriņu. Mikrokontrolleru pielietojums ir MP3, veļas mazgājamās mašīnas.

Iegultais dizains

Iegulto sistēmu veidi

• Stand-Alone Iegultā sistēma
• Iegultā reāllaika sistēma
• Tīkla ierīces
• Mobilās ierīces

Iegulto sistēmu elementi

• Procesors
• Mikroprocesors
• Mikrokontrolleris
• Digitālais signāla procesors.

Iegultās sistēmas projektēšanas procesa darbības

Dažādas darbībasiegultās sistēmas konstrukcijas plūsmas / plūsmas diagrammaiekļaujiet sekojošo.

Iegultais dizains - process - soļi

Abstrakcija

Šajā posmā tiek abstrahēta ar sistēmu saistītā problēma.

Aparatūra - programmatūras arhitektūra

Pareizas zināšanas par aparatūru un programmatūru jāzina pirms jebkura projektēšanas procesa uzsākšanas.

Papildus funkcionālās īpašības

Papildu funkcijas, kas jāievieš, pilnībā jāsaprot no galvenā dizaina.

Ar sistēmu saistītā dizaina saime

Veidojot sistēmu, jāatsaucas uz iepriekšējo ar sistēmu saistīto dizaina saimi.

Moduļu dizains

Jāizveido atsevišķi moduļu projekti, lai tos vēlāk varētu izmantot, kad tas ir nepieciešams.

Kartēšana

Pamatojoties uz programmatūras kartēšanu, tiek veikta. Piemēram, datu plūsma un programmas plūsma tiek kartētas vienā.

Lietotāja saskarnes dizains

Lietotāja saskarnes projektēšanā tas ir atkarīgs no lietotāja prasībām, vides analīzes un sistēmas funkcijām. Piemēram, mobilajā tālrunī, ja mēs vēlamies samazināt mobilo tālruņu enerģijas patēriņu, mēs rūpējamies par citiem parametriem, lai varētu samazināt enerģijas patēriņu.

Precizējums

Katrs komponents un modulis ir atbilstoši jāfinansē, lai programmatūras komanda varētu saprast.

Arhitektūras apraksta valoda tiek izmantota, lai aprakstītu programmatūras dizainu.

• Kontrolēt hierarhiju
• Struktūras sadalīšana
• Datu struktūra un hierarhija
• Programmatūras procedūra.

Iegultās sistēmas projektēšanas programmatūras izstrādes procesa aktivitātes

Ir dažādas projektēšanas metrikas, kas vajadzīgas jebkuras sistēmas projektēšanai, lai tā darbotos pareizi

Iegultās programmatūras izstrādes procesa darbības

Iegultās programmatūras izstrādes darbības galvenokārt ietver šādas darbības.

Specifikācijas

Jāveic pareizas specifikācijas, lai klients, kurš lieto produktu, varētu bez šaubām iepazīties ar produkta specifikācijām un izmantot to. Dizaineri galvenokārt koncentrējas uz tādām specifikācijām kā aparatūra, dizaina ierobežojumi, dzīves cikla periods, no tā izrietošā sistēmas darbība.

Arhitektūra

Ir norādīti aparatūras un programmatūras arhitektūras slāņi.

Komponenti

Šajā slānī tiek veikts komponentu dizains. Komponenti, piemēram, viena procesa procesors, atmiņas - RAM / ROM, perifērijas ierīces, kopnes utt.

Sistēmas integrācija

Šajā slānī visas sastāvdaļas ir integrētas sistēmā un pārbaudītas, vai tā atbilst dizaineriem, cerībām.

Iegultās sistēmas dizaina izaicinājumi

Veidojot jebkuru iegulto sistēmu, dizaineriem rodas daudz problēmu, piemēram, šādi:

• Pielāgošanās videi
• Elektrības patēriņš
• Aizņemtā teritorija
• Iepakojums un integrācija
• Aparatūras un programmatūras atjaunināšana
• Drošība
• Pārbaudot dizainu, piemēram, iegulto aparatūru, dizaineriem ir dažādas problēmas testēšana , Verifikācijas posms, validācijas uzturēšana.

Iegultās sistēmas projektēšanas piemēri

• Šokolādes tirdzniecības automāts (ACVM)
• Digitālā kamera
• Viedkarte
• Mobilais telefons
• Mobilais dators..tml.

Šokolādes tirdzniecības automāts (ACVM)

ACVM dizaina funkcija ir sniegt bērnam šokolādi ikreiz, kad bērns ievieto monētu ACVM.

Projektēšanas soļi

Projektēšanas posmi galvenokārt ietver sekojošo.

1. Prasības
2. Specifikācijas
3. Aparatūras un programmatūras darbība.

Prasības

Kad bērns ievieto mašīnā monētu un izvēlas konkrēto šokolādi, kuru viņš vēlas iegādāties.

Ieejas

• Monētas, lietotāju izvēle.
• Katrā ostā tiek ģenerēts pārtraukums ikreiz, kad tiek ievietota monēta.
• Katrai ostai tiek nosūtīts atsevišķs paziņojums.

Rezultāti

• Šokolāde
• Atmaksa
• LCD displejā tiek parādīts ziņojums, piemēram, datums, laiks, sveiciena ziņa.

Sistēmas funkcija

• Izmantojot grafisko lietotāja saskarni, bērns komandē sistēmai, kuru šokolādi bērns vēlas iegādāties.
• Ja grafiskajā lietotāja saskarnē ir LCD, tastatūra, skārienekrāns.
• Iekārta piegādā šokolādi, kad bērns ievieto monētu, ja ievietotās monētas pārsniedz izvēlētās šokolādes faktiskās izmaksas. ACVM mašīna atmaksā naudu.
• Izmantojot universālo sinhrono kopni, ACVM īpašnieks var sekot klienta atrašanās vietai.

Dizaina metrika

Jaudas izkliede

Dizains jāveido atbilstoši displeja izmēram un mehāniskajām sastāvdaļām.

Procesa termiņš

Taimeris ir jāiestata tā, lai ikreiz, kad bērns ievieto monētu, ACVM dažu sekunžu laikā jāatbild, piegādājot šokolādes un atmaksājot naudu, ja tā pārsniedz.
Piemēram, ja atbildes laiks ir 10 sekundes, ACVM vajadzētu piegādāt šokolādi un atmaksāt naudu, ja tā pārsniegta, 10 sekunžu laikā, tiklīdz bērns ievieto monētu, un pieprasa šokolādi.

Specifikācijas

No zemāk redzamās ACVM sistēmas, kad bērns ievieto monētu. Monētas tiek nošķirtas atbilstoši uzrādītajām ostām, Port1, Port2, Port5. Saņemot monētu, ports rada pārtraukumu, šo pārtraukumu nosūta, lai nolasītu summas vērtību un palielinātu.

automātiskais - šokolādes - tirdzniecības automāts

Šeit esošais LCD displejs parāda tādus ziņojumus kā izmaksas, laiks, sveiciens utt. Pastāv ostas piegāde, kur tiek savāktas šokolādes.

Aparatūra

ACVM aparatūras arhitektūrai ir šādas aparatūras specifikācijas

• Mikrokontrolleris 8051
• 64 KB RAM un 8 MB ROM
• 64 KB zibatmiņa
• Tastatūra
• Mehāniskais monētu šķirotājs
• Šokolādes kanāls
• Monētu kanāls
• USB bezvadu modems
• Enerģijas padeve

ACVM programmatūra

Daudzas programmas ir jāuzraksta, lai vajadzības gadījumā tās varētu pārprogrammēt RAM / ROM, piemēram,

aparatūras arhitektūra-blokshēma-aktīvs

• Šokolādes cenas pieaugums
• LCD ekrānā redzamo ziņojumu atjaunināšana
• Mašīnas īpašību maiņa.

Iegultā sistēma ir aparatūras un programmatūras kombinācija, lai veiktu noteiktu funkciju. Ir divu veidu mikroprocesori un mikrokontrolleri. Projektējot iegulto sistēmu, jāņem vērā noteikti dizaina ierobežojumi un specifikācijas, lai izstrādātājs varētu izpildīt klienta vēlmes un izpildīt termiņu. Iegultās sistēmas lietojums dizains ACVM paskaidrots šajā saturā. Šeit ir jautājums, kas ir vides ierobežojumu cēlonis, izstrādājot iegulto sistēmu?