Co je návrh vestavěného systému: Kroky v procesu návrhu

Integrovaný systém je řadič, který ovládá mnoho dalších elektronických zařízení. Jedná se o kombinaci zabudovaného hardwaru a softwaru. Existují dva typy vestavěných systémů mikroprocesory a mikrokontrolér . Mikroprocesor je založen na von Neumannově modelu / architektuře (kde se program + data nacházejí ve stejném umístění paměti), je důležitou součástí počítačového systému, kde jsou k němu připojeny externí procesory a periferní zařízení. Zabírá větší plochu a má větší spotřebu energie. Mikroprocesorem jsou osobní počítače. Tento článek pojednává o krocích týkajících se návrhu vestavěného systému.

Co je to design vestavěného systému?

Definice: Systém navržený s vestavěným hardwarem a softwarem pro konkrétní funkci s větší oblastí je design vestavěného systému. V designu vestavěného systému hraje mikrokontrolér zásadní roli. Mikrokontrolér je založen na architektuře Harvard, je důležitou součástí zabudovaného systému. Externí procesor, vnitřní paměť a komponenty I / O jsou propojeny s mikrokontrolérem. Zabírá menší plochu a menší spotřebu energie. Aplikace mikrokontrolérů je MP3, pračky.

Vestavěný design

Typy vestavěných systémů

• Samostatný Vestavěný systém
• Integrovaný systém v reálném čase
• Síťová zařízení
• Mobilní zařízení

Prvky vestavěných systémů

• Procesor
• Mikroprocesor
• Mikrokontrolér
• Procesor digitálního signálu.

Kroky v procesu návrhu integrovaného systému

Různé kroky vvývojový / vývojový diagram vestavěného systémuzahrnout následující.

Vestavěný design - proces - kroky

Abstrakce

V této fázi je problém související se systémem abstrahován.

Hardware - softwarová architektura

Před zahájením procesu návrhu je třeba znát řádnou znalost hardwaru a softwaru.

Extra funkční vlastnosti

Další funkce, které mají být implementovány, je třeba zcela pochopit z hlavního designu.

Rodina designu související se systémem

Při navrhování systému by se mělo odkazovat na předchozí rodinu designu související se systémem.

Modulární design

Musí být vytvořeny samostatné návrhy modulů, aby je bylo možné v případě potřeby použít později.

Mapování

Na základě softwarového mapování je hotovo. Například datový tok a programový tok jsou mapovány do jednoho.

Návrh uživatelského rozhraní

Při návrhu uživatelského rozhraní záleží na požadavcích uživatele, analýze prostředí a funkčnosti systému. Například pokud chceme na mobilním telefonu snížit spotřebu energie mobilních telefonů, postaráme se o další parametry, aby bylo možné snížit spotřebu energie.

Upřesnění

Každá součást a modul musí být náležitě vylepšeny, aby tomu softwarový tým porozuměl.

K popisu návrhu softwaru se používá jazyk architektonického popisu.

• Ovládejte hierarchii
• Rozdělení struktury
• Struktura dat a hierarchie
• Softwarový postup.

Činnosti procesu vývoje softwaru pro návrh vestavěného systému

Existují různé návrhové metriky potřebné k tomu, aby jakýkoli systém správně fungoval, jsou

Činnosti procesu vývoje zabudovaného softwaru

Činnosti procesu vývoje integrovaného softwaru zahrnují zejména následující.

Specifikace

Je třeba vypracovat náležité specifikace, aby zákazník, který produkt používá, mohl projít specifikací produktu a bez nejasností jej používat. Návrháři se zaměřují hlavně na specifikace, jako je hardware, omezení designu, doba životního cyklu, výsledné chování systému.

Architektura

Jsou specifikovány vrstvy architektury hardwaru a softwaru.

Součásti

V této vrstvě se provádí návrh komponent. Komponenty jako jednoprocesorový procesor, paměti - RAM / ROM, periferní zařízení, sběrnice ... atd.

Systémová integrace

V této vrstvě jsou všechny komponenty integrovány do systému a testovány, zda splňují jeho návrháři, očekávání.

Výzvy v designu vestavěných systémů

Při navrhování jakéhokoli vestavěného systému čelí designéři spoustě výzev, jako je následující,

• Přizpůsobivost prostředí
• Spotřeba energie
• Plocha obsazená
• Balení a integrace
• Aktualizace hardwaru a softwaru
• Bezpečnostní
• Při testování designu, jako je hardware Embedded, návrháři čelí různým výzvám testování „Fáze ověření, udržovatelnost ověření.

Příklady návrhu vestavěného systému

• Automatický automat na čokoládu (ACVM)
• Digitální fotoaparát
• Chytrá karta
• Mobilní telefon
• Mobilní počítač..atď.

Automatický automat na čokoládu (ACVM)

Konstrukční funkcí ACVM je poskytovat čokoládu dítěti, kdykoli dítě vloží do ACVM minci.

Kroky návrhu

Kroky návrhu zahrnují hlavně následující.

1. Požadavky
2. Specifikace
3. Fungování hardwaru a softwaru.

Požadavky

Když dítě vloží do automatu minci a vybere si konkrétní čokoládu, kterou chce koupit.

Vstupy

• Mince, výběr uživatelů.
• Při každém vložení mince je generováno přerušení na každém portu.
• Na každý port se zasílá samostatné oznámení.

Výstupy

• Čokoláda
• Vrácení peněz
• Na LCD se zobrazí zpráva jako datum, čas, uvítací zpráva.

Funkce systému

• Pomocí grafického uživatelského rozhraní podřízené příkazy systému, které čokolády dítě chce koupit.
• Grafické uživatelské rozhraní obsahuje LCD, klávesnici a dotykovou obrazovku.
• Stroj dodává čokoládu, když dítě vloží minci, pokud vložené mince přesahují skutečné náklady na vybranou čokoládu. Zařízení ACVM vrací peníze zpět.
• Pomocí univerzální synchronní sběrnice může vlastník ACVM sledovat umístění klienta.

Metriky návrhu

Ztráta výkonu

Design by měl být proveden podle velikosti displeje a mechanických komponent.

Termín zpracování

Musí být nastaven časovač, takže kdykoli dítě vloží minci, musí ACVM během několika sekund reagovat na dodání čokolády a vrácení peněz, pokud je nadměrné.
Například pokud je doba odezvy 10 sekund, měl by ACVM dodat čokoládu a vrátit peníze, pokud ji překročí, do 10 sekund, jakmile dítě vloží minci a podá žádost o čokoládu.

Specifikace

Z níže uvedeného systému ACVM, když dítě vloží minci. Mince jsou odděleny podle prezentovaných portů, Port1, Port2, Port5. Po přijetí mince je portem generováno přerušení, toto přerušení je odesláno ke čtení hodnoty částky a zvýšení.

automat - čokoláda - prodejní automat

Zde přítomný LCD displej zobrazuje zprávy jako cena, čas, vítejte atd. Existuje dodávka do přístavu, kde se shromažďují čokolády.

Hardware

Hardwarová architektura ACVM má následující hardwarové specifikace

• Mikrokontrolér 8051
• 64 kB RAM a 8 MB ROM
• 64 KB Flash paměť
• Klávesnice
• Mechanický třídič mincí
• Čokoládový kanál
• Mince kanál
• USB bezdrátový modem
• Zdroj napájení

Software ACVM

Mnoho programů musí být napsáno tak, aby je bylo možné v případě potřeby přeprogramovat v paměti RAM / ROM,

hardwarová architektura-blokový diagram aktivního

• Zvýšení ceny čokolády
• Aktualizace zpráv, které se mají zobrazit na LCD
• Změna vlastností stroje.

Integrovaný systém je kombinace hardwaru a softwaru k provádění určité funkce. Existují dva typy mikroprocesorů a mikrokontrolérů. Při navrhování vestavěného systému je třeba vzít v úvahu určitá konstrukční omezení a specifikace, aby vývojář mohl splnit očekávání zákazníků a doručit včas. Aplikace vestavěného systému design ACVM vysvětleno v tomto obsahu. Zde je otázka, co je příčinou environmentálních omezení při navrhování vestavěného systému?