Mi a beágyazott rendszer tervezése: A tervezési folyamat lépései

A beágyazott rendszer olyan vezérlő, amely sok más elektronikus eszközt vezérel. Ez a beágyazott hardver és szoftver kombinációja. Kétféle beágyazott rendszer létezik mikroprocesszorok és mikrovezérlő . A mikroprocesszor von Neumann modellen / architektúrán alapul (ahol a program + adatok ugyanazon a memóriahelyen helyezkednek el), a számítógépes rendszer fontos része, ahol külső processzorok és perifériák kapcsolódnak hozzá. Több területet foglal el, és nagyobb az energiafogyasztása. A mikroprocesszor alkalmazása személyi számítógépek. Ez a cikk a beágyazott rendszer tervezésével kapcsolatos lépéseket tárgyalja.

Mi az a beágyazott rendszer kialakítása?

Meghatározás: A hardver és szoftver együttes beágyazásával tervezett rendszer egy nagyobb funkciójú funkcióhoz beágyazott rendszer. A beágyazott rendszer tervezésében a mikrovezérlő alapvető szerepet játszik. A mikrovezérlő a Harvard architektúráján alapul, a beágyazott rendszer fontos eleme. A külső processzor, a belső memória és az i / o komponensek összekapcsolódnak a mikrovezérlővel. Kevesebb területet, kevesebb energiafogyasztást foglal el. A mikrovezérlők alkalmazása MP3, mosógépek.

Beágyazott tervezés

A beágyazott rendszerek típusai

• Önálló Beágyazott rendszer
• Valós idejű beágyazott rendszer
• Hálózati készülékek
• Mobil eszközök

A beágyazott rendszerek elemei

• Processzor
• Mikroprocesszor
• Mikrovezérlő
• Digitális jelfeldolgozó.

A beágyazott rendszer tervezésének lépései

A különböző lépések abeágyazott rendszer tervezése folyamat / folyamatábraa következőket tartalmazzák.

Beágyazott tervezés - folyamat - lépések

Absztrakció

Ebben a szakaszban a rendszerrel kapcsolatos probléma elvont.

Hardver - Szoftverarchitektúra

A hardver és a szoftver megfelelő ismerete ismert a tervezési folyamat megkezdése előtt.

Extra funkcionális tulajdonságok

A megvalósítandó extra funkciókat teljesen meg kell érteni a fő kialakításból.

Rendszerrel kapcsolatos tervezőcsalád

A rendszer tervezésénél hivatkozni kell egy korábbi, a rendszerrel kapcsolatos tervezési családra.

Moduláris kialakítás

Külön modulokat kell készíteni, hogy szükség esetén később is felhasználhatók legyenek.

Térképezés

Szoftver-hozzárendelés alapján történik. Például az adatáramlás és a programfolyamat egybe van térképezve.

Felhasználói felület kialakítása

A felhasználói felület tervezésében ez függ a felhasználói igényektől, a környezet elemzésétől és a rendszer működésétől. Például mobiltelefonon, ha csökkenteni akarjuk a mobiltelefonok energiafogyasztását, gondoskodunk más paraméterekről is, így csökkenthető az energiafogyasztás.

Finomítás

Minden alkatrészt és modult megfelelően kell finomítani, hogy a szoftvercsapat megértse.

Az építészeti leírás nyelvét használják a szoftver tervezésének leírására.

• Irányítsd a hierarchiát
• A szerkezet felosztása
• Az adatok felépítése és hierarchiája
• Szoftveres eljárás.

Beágyazott rendszertervező szoftverfejlesztési folyamattevékenységek

Különböző tervezési metrikák szükségesek bármely rendszer megfelelő működéséhez

Beágyazott szoftverfejlesztési folyamatok

A beágyazott szoftverfejlesztési folyamatok főként a következőket tartalmazzák.

Specifikációk

Megfelelő specifikációkat kell készíteni annak érdekében, hogy a terméket használó vásárló zavartalanul átnézhesse a termék specifikációit és felhasználhassa. A tervezők elsősorban olyan specifikációkra összpontosítanak, mint a hardver, a tervezési kényszerek, az életciklus időszaka, az ebből fakadó rendszer viselkedése.

Építészet

Hardver és szoftver architektúra rétegek vannak megadva.

Alkatrészek

Ebben a rétegben az alkatrészek tervezése megtörténik. Olyan alkatrészek, mint egyprocesszoros processzor, memóriák - RAM / ROM, perifériák, buszok stb.

Rendszerintegráció

Ebben a rétegben az összes komponenst integrálják a rendszerbe, és tesztelik, hogy megfelel-e a tervezőknek, elvárásoknak.

Kihívások a beágyazott rendszer tervezésében

Bármely beágyazott rendszer megtervezése közben a tervezők rengeteg kihívással néznek szembe, például az alábbiakkal:

• A környezet alkalmazkodóképessége
• Energiafogyasztás
• Foglalt terület
• Csomagolás és integráció
• Hardver és szoftver frissítése
• Biztonság
• Különböző kihívásokkal kell szembenéznie a tervezőknek a tervezés során, mint például a beágyazott hardver tesztelés , Ellenőrzési szakasz, Validálás Karbantarthatóság.

Beágyazott rendszer tervezési példák

• Automata csokoládé-automata (ACVM)
• Digitális kamera
• Intelligens kártya
• Mobiltelefon
• Mobil számítógép..stb.

Automata csokoládéautomata (ACVM)

Az ACVM tervezési funkciója, hogy csokoládét szolgáltasson a gyermeknek, valahányszor a gyermek betesz egy érmét az ACVM-be.

Tervezési lépések

A tervezési lépések főként a következőket tartalmazzák.

1. Követelmények
2. Specifikációk
3. Hardver és szoftver működése.

Követelmények

Amikor egy gyermek betesz egy érmét a gépbe, és kiválasztja azt a csokoládét, amelyet meg akar vásárolni.

Bemenetek

• Érmék, felhasználói kiválasztás.
• Az érmék behelyezésekor minden portnál megszakítás keletkezik.
• Minden portnak külön értesítést küldenek.

Kimenetek

• Csokoládé
• Visszatérítés
• Az LCD kijelzőn megjelenik egy üzenet, például dátum, idő, üdvözlő üzenet.

Rendszer funkció

• A grafikus felhasználói felület használatával a gyermek megparancsolja a rendszernek, hogy a gyermek mely csokoládét akarja megvásárolni.
• Ahol a grafikus felhasználói felület rendelkezik LCD-vel, kezelővel és érintőképernyővel.
• A gép akkor szállítja a csokoládét, amikor a gyermek behelyezi az érmét, ha a behelyezett érmék meghaladják a kiválasztott csokoládé tényleges költségét. Az ACVM gép visszatéríti a pénzt.
• Univerzális szinkron busz segítségével az ACVM tulajdonosa nyomon követheti az ügyfél helyét.

Design Metrics

Teljesítménydisszipáció

A formatervezést a kijelző méretének és a mechanikai alkatrészeknek megfelelően kell elkészíteni.

Folyamat határideje

Az időzítőt úgy kell beállítani, hogy amikor a gyermek beteszi az érmét, az ACVM-nek néhány másodpercen belül válaszolnia kell a csokoládék kézbesítésével és a felesleges összeg visszatérítésével.
Például, ha a válaszidő 10 másodperc, az ACVM-nek le kell szállítania a csokoládét és 10 másodpercen belül vissza kell térítenie a pénzt, ha a gyermek beteszi az érmét, és csokoládé iránti kérelmet nyújt be.

Specifikációk

Az alábbi ACVM rendszerből, amikor a gyermek behelyezi az érmét. Az érmék el vannak osztva a bemutatott portok, Port1, Port2, Port5 szerint. Érme fogadásakor a port generál egy megszakítást, ezt a megszakítást elküldi az összegérték beolvasására és növelésére.

automata - csokoládé - ​​árusító automata

Egy LCD jeleníti meg az üzeneteket, például a költségeket, az időt, az üdvözlést stb. A csokoládék begyűjtésére portkiszállítás létezik.

Hardver

Az ACVM hardverarchitektúrája a következő hardverspecifikációkkal rendelkezik

• Mikrokontroller 8051
• 64 KB RAM és 8 MB ROM
• 64 KB Flash memória
• Kezelő
• Mechanikus érmeválogató
• Csokoládé csatorna
• Érme csatorna
• USB vezeték nélküli modem
• Tápegység

Az ACVM szoftvere

Számos programot meg kell írni, hogy szükség esetén átprogramozhatók legyenek RAM / ROM-on, például

hardver-architektúra-blokk-diagram-aktív

• A csokoládé árának növekedése
• Az LCD-n megjelenítendő üzenetek frissítése
• A gép tulajdonságainak változása.

A beágyazott rendszer a hardver + szoftver kombinációja egy adott funkció végrehajtásához. Kétféle mikroprocesszor és mikrokontroller létezik. A beágyazott rendszer megtervezése során figyelembe kell venni bizonyos tervezési korlátokat és specifikációkat, hogy a fejlesztő megfeleljen az ügyfelek elvárásainak és időben teljesítsen. Beágyazott rendszer alkalmazása tervezés Az ACVM ebben a tartalomban fejtette ki. Itt egy kérdés, hogy mi okozza a környezeti korlátokat a beágyazott rendszer tervezése során?