Mis on sisseehitatud süsteemi kujundus: disainiprotsessi etapid

Manustatud süsteem on kontroller, mis juhib paljusid muid elektroonilisi seadmeid. See on kombinatsioon sisseehitatud riist- ja tarkvarast. Manustatud süsteeme on kahte tüüpi mikroprotsessorid ja mikrokontroller . Mikroprotsessor põhineb von Neumanni mudelil / arhitektuuril (kus programm + andmed asuvad samas mälupunktis), see on oluline osa arvutisüsteemist, kus sellega on liidetud välised protsessorid ja välisseadmed. See võtab rohkem pinda ja tarbib rohkem energiat. Mikroprotsessori rakendus on personaalarvutid. Selles artiklis käsitletakse manustatud süsteemi kujundamise samme.

Mis on manustatud süsteemi disain?

Definitsioon: Süsteem, mis on loodud riist- ja tarkvara kinnistamiseks koos suurema pindalaga konkreetse funktsiooni jaoks, on manustatud süsteemi disain. Manustatud süsteemi kujundamisel mängib mikrokontroller üliolulist rolli. Mikrokontroller põhineb Harvardi arhitektuuril, see on manustatud süsteemi oluline komponent. Väline protsessor, sisemälu ja sisend- / väljundkomponendid ühendatakse mikrokontrolleriga. See võtab vähem pinda, vähem energiatarbimist. Mikrokontrollerite rakendus on MP3, pesumasinad.

Manustatud disain

Manustatud süsteemide tüübid

• Eraldi Manustatud süsteem
• Reaalajas manustatud süsteem
• Võrguseadmed
• Mobiilseadmed

Manustatud süsteemide elemendid

• Protsessor
• Mikroprotsessor
• Mikrokontroller
• Digitaalne signaaliprotsessor.

Manustatud süsteemi kujundusprotsessi etapid

Programmi erinevad etapidsisseehitatud süsteemi disaini voo / vooskeemsisaldama järgmist.

Sisseehitatud disain - protsess - etapid

Abstraktsioon

Selles etapis on süsteemiga seotud probleem abstraktne.

Riistvara - tarkvaraarhitektuur

Riist- ja tarkvaraalased teadmised peavad olema teada enne mis tahes projekteerimisprotsessi alustamist.

Täiendavad funktsionaalsed omadused

Rakendatavad lisafunktsioonid tuleb põhiprojektist täielikult aru saada.

Süsteemiga seotud disainiperekond

Süsteemi kujundamisel tuleks viidata varasemale süsteemiga seotud disainiperekonnale.

Modulaarne disain

Tuleb teha eraldi moodulid, et neid saaks vajadusel hiljem kasutada.

Kaardistamine

Tuginedes tarkvara kaardistamine on tehtud. Näiteks kaardistatakse andmevoog ja programmivoog üheks.

Kasutajaliidese kujundus

Kasutajaliidese kujundamisel sõltub see kasutaja nõudmistest, keskkonnaanalüüsist ja süsteemi funktsioonidest. Näiteks mobiiltelefoni puhul, kui tahame vähendada mobiiltelefonide energiatarbimist, hoolitseme muude parameetrite eest, nii et energiatarbimist saaks vähendada.

Täpsustamine

Iga komponent ja moodul tuleb asjakohaselt täiustada, et tarkvarameeskond sellest aru saaks.

Tarkvara kujunduse kirjeldamiseks kasutatakse arhitektuurilist kirjelduskeelt.

• Kontrolli hierarhiat
• Struktuuri jaotamine
• Andmete struktuur ja hierarhia
• Tarkvara protseduur.

Sisseehitatud süsteemi kujundamise tarkvara arendamise protsess

Iga süsteemi nõuetekohaseks toimimiseks on vaja mitmesuguseid kujundusmõõdikuid

Sisseehitatud tarkvara arendamise protsess

Sisseehitatud tarkvaraarenduse protsessid hõlmavad peamiselt järgmist.

Spetsifikatsioonid

Tuleb teha korralikud spetsifikatsioonid, et toodet kasutav klient saaks toote spetsifikatsiooni läbi vaadata ja seda segadusteta kasutada. Disainerid keskenduvad peamiselt sellistele spetsifikatsioonidele nagu riistvara, disaini piirangud, olelusringi periood, sellest tulenev süsteemi käitumine.

Arhitektuur

Riistvara ja tarkvara arhitektuuri kihid on täpsustatud.

Komponendid

Selles kihis tehakse komponentide disain. Sellised komponendid nagu üheprotsessiline protsessor, mälud - RAM / ROM, välisseadmed, bussid jne.

Süsteemi integreerimine

Selles kihis on kõik komponendid integreeritud süsteemi ja testitud, kas see vastab disaineritele, ootustele.

Väljakutsed manustatud süsteemi kujundamisel

Mis tahes manustatud süsteemi väljatöötamisel seisavad disainerid silmitsi paljude väljakutsetega, näiteks järgmiselt:

• Keskkonna kohanemisvõime
• Energiatarve
• Okupeeritud ala
• Pakendamine ja integreerimine
• Riistvara ja tarkvara värskendamine
• Turvalisus
• Disaineritel, näiteks manustatud riistvara testimisel, on disaineril mitmeid väljakutseid testimine , Kontrollimise etapp, valideerimise hooldatavus.

Sisseehitatud süsteemi kujunduse näited

• Automaatne šokolaadiautomaat (ACVM)
• Digitaalne kaamera
• Kiipkaart
• Mobiiltelefon
• Mobiilne arvuti jne.

Automaatne šokolaadiautomaat (ACVM)

ACVM-i disainifunktsioon on pakkuda lapsele šokolaadi alati, kui laps sisestab mündi ACVM-i.

Kujundusetapid

Projekteerimisetapid sisaldavad peamiselt järgmist.

1. Nõuded
2. Spetsifikatsioonid
3. Riistvara ja tarkvara toimimine.

Nõuded

Kui laps sisestab mündi masinasse ja valib konkreetse šokolaadi, mida ta osta soovib.

Sisendid

• Mündid, kasutajate valik.
• Igas sadamas genereeritakse katkestus, kui münt sisestatakse.
• Igale sadamale saadetakse eraldi teade.

Väljundid

• Šokolaad
• Tagasimakse
• LCD-ekraanil kuvatakse teade nagu kuupäev, kellaaeg, tervitusteade.

Süsteemi funktsioon

• Graafilise kasutajaliidese abil kamandab laps süsteemile, millist šokolaadi laps osta soovib.
• Kui graafilisel kasutajaliidesel on LCD-ekraan, klaviatuur ja puutetundlik ekraan.
• Masin tarnib šokolaadi, kui laps paneb mündi sisse, kui sisestatud mündid on suuremad kui valitud šokolaadi tegelikud kulud. ACVM-masin maksab raha tagasi.
• Universaalse sünkroonbussi abil saab ACVM-i omanik jälgida kliendi asukohta.

Kujundusmõõdikud

Võimsuse hajumine

Kujundus peaks olema tehtud vastavalt ekraani suurusele ja mehaanilistele komponentidele.

Protsessi tähtaeg

Taimer peab olema seatud nii, et alati, kui laps mündi sisestab, peab ACVM reageerima mõne sekundi jooksul šokolaadide kohaletoimetamisel ja ülejäägi tagasimaksmisel.
Näiteks kui reageerimisaeg on 10 sekundit, peaks ACVM šokolaadi kohale toimetama ja raha üle maksma 10 sekundi jooksul kohe, kui laps mündi sisestab, ja esitama šokolaaditaotluse.

Spetsifikatsioonid

Allpool olevast ACVM-süsteemist, kui laps mündi sisestab. Mündid eraldatakse vastavalt esitatavatele sadamatele, Port1, Port2, Port5. Mündi vastuvõtmisel genereerib sadam katkestuse, see saadetakse summa väärtuse lugemiseks ja suurendamiseks.

automaat - šokolaad - müügiautomaat

Siin olev vedelkristallekraan kuvab selliseid teateid nagu hind, aeg, teretulnud jne. Šokolaade kogutakse sadamasse.

Riistvara

ACVM-i riistvaraarhitektuuril on järgmised riistvara spetsifikatsioonid

• Mikrokontroller 8051
• 64 KB RAM ja 8 MB ROM
• 64 KB välkmälu
• Klahvistik
• Mehaaniline müntide sorteerija
• Šokolaadikanal
• Mündikanal
• USB traadita modem
• Toiteallikas

ACVM-i tarkvara

Paljud programmid tuleb kirjutada, et neid saaks vajadusel RAM / ROM-is ümber programmeerida,

riistvara-arhitektuur-aktiivse plokkskeem

• Šokolaadi hinna tõus
• LCD-ekraanil kuvatavate teadete värskendamine
• Masina omaduste muutus.

Manustatud süsteem on riistvara + tarkvara kombinatsioon konkreetse funktsiooni täitmiseks. Neid on kahte tüüpi mikroprotsessoreid ja mikrokontrollereid. Sisseehitatud süsteemi kujundamisel tuleb arvestada teatud disainipiirangute ja -spetsifikatsioonidega, et arendaja saaks vastata kliendi ootustele ja õigeaegselt ellu viia. Manustatud süsteemi rakendus kujundus ACVM selgitas selles sisus. Siin on küsimus, mis on varjatud süsteemi kujundamisel keskkonnapiirangute põhjuseks?