Какво е дизайн на вградената система: Стъпки в процеса на проектиране

Вградената система е контролер, който контролира много други електронни устройства. Това е комбинация от вграден хардуер и софтуер. Има два вида вградени системи микропроцесори и микроконтролер . Микропроцесорът се основава на модел / архитектура на фон Нойман (където програмата + данните се намират на едно и също място в паметта), той е важна част от компютърната система, където външните процесори и периферните устройства са свързани с него. Той заема повече площ и има по-голяма консумация на енергия. Приложението на микропроцесора е персонални компютри. Тази статия разглежда стъпките, свързани с дизайна на вградената система.

Какво е дизайн на вградена система?

Определение: Система, проектирана с вграждане на хардуер и софтуер заедно за специфична функция с по-голяма площ, е вградена система дизайн. При дизайна на вградената система микроконтролерът играе жизненоважна роля. Микроконтролерът е базиран на архитектурата на Харвард, той е важен компонент на вградената система. Външният процесор, вградената памет и входно / изходните компоненти са свързани с микроконтролера. Той заема по-малко площ, по-малко консумация на енергия. Приложението на микроконтролерите е MP3, перални машини.

Вграден дизайн

Видове вградени системи

• Самостоятелно Вградена система
• Вградена система в реално време
• Мрежови уреди
• Мобилни устройства

Елементи на вградени системи

• Процесор
• Микропроцесор
• Микроконтролер
• Цифров процесор на сигнала.

Стъпки в процеса на проектиране на вградената система

Различните стъпки вдиаграма на потока / потока на вградената системавключват следното.

Вграден дизайн - процес - стъпки

Абстракция

На този етап се абстрахира проблемът, свързан със системата.

Хардуер - Софтуерна архитектура

Правилно познаване на хардуера и софтуера, които трябва да бъдат известни преди започване на какъвто и да е процес на проектиране.

Допълнителни функционални свойства

Допълнителните функции, които трябва да бъдат приложени, трябва да се разберат напълно от основния дизайн.

Семейство дизайн, свързано със системата

Когато проектирате система, трябва да се обърнете към предишно свързано със системата семейство дизайн.

Модулен дизайн

Трябва да се направят отделни дизайни на модули, така че те да могат да се използват по-късно, когато е необходимо.

Картографиране

Въз основа на софтуерното картографиране се прави. Например потокът от данни и програмен поток са картографирани в едно.

Дизайн на потребителския интерфейс

При проектирането на потребителския интерфейс това зависи от изискванията на потребителя, анализа на средата и функциите на системата. Например, на мобилен телефон, ако искаме да намалим консумацията на енергия на мобилни телефони, ние се грижим за други параметри, така че консумацията на енергия може да бъде намалена.

Усъвършенстване

Всеки компонент и модул трябва да бъдат прецизирани по подходящ начин, за да може софтуерният екип да разбере.

Архитектурният език за описание се използва за описание на софтуерния дизайн.

• Контролна йерархия
• Разделяне на структурата
• Структура на данните и йерархия
• Процедура за софтуер.

Дейности в процеса на разработване на софтуер за вграден системен дизайн

Има различни метрики за проектиране, необходими за проектиране на всяка система, за да функционира правилно, те са

Дейности в процеса на разработка на вграден софтуер

Дейностите в процеса на разработка на вграден софтуер включват основно следното.

Спецификации

Трябва да се направят подходящи спецификации, така че клиентът, който използва продукта, да може да премине през спецификацията на продукта и да го използва без объркване. Дизайнерите се фокусират главно върху спецификации като хардуер, ограничения на дизайна, период на жизнения цикъл, резултатното поведение на системата.

Архитектура

Посочени са хардуерни и софтуерни архитектурни слоеве.

Компоненти

В този слой е направено проектирането на компоненти. Компоненти като еднопроцесорен процесор, памет-RAM / ROM, периферни устройства, шини и др.

Системна интеграция

В този слой всички компоненти са интегрирани в системата и тествани дали нейните срещи дизайнери, очаквания.

Предизвикателства в дизайна на вградената система

Докато проектират всяка вградена система, дизайнерите са изправени пред много предизвикателства, както следва,

• Адаптивност на околната среда
• Консумация на енергия
• Заемана площ
• Опаковане и интеграция
• Актуализиране на хардуер и софтуер
• Сигурност
• Има различни предизвикателства, пред които са изправени дизайнерите, докато тестват дизайна като вградения хардуер тестване , Етап на проверка, Поддържане на валидиране.

Примери за вграден системен дизайн

• Автоматична машина за продажба на шоколад (ACVM)
• Дигитална камера
• Смарт карта
• Мобилен телефон
• Мобилен компютър..и т.н.

Автоматична машина за продажба на шоколад (ACVM)

Дизайнерската функция на ACVM е да предоставя шоколад на детето, когато детето вмъква монета в ACVM.

Стъпки за проектиране

Стъпките за проектиране включват основно следното.

1. Изисквания
2. Спецификации
3. Функциониране на хардуер и софтуер.

Изисквания

Когато детето вмъква монета в машината и избира конкретния шоколад, който иска да закупи.

Входове

• Монети, избор на потребител.
• Прекъсването се генерира на всеки порт, когато се вмъкне монета.
• До всяко пристанище се изпраща отделно известие.

Изходи

• Шоколад
• Възстановяване
• На LCD дисплея се показва съобщение като дата, час, приветствено съобщение.

Функция на системата

• Използвайки графичен потребителски интерфейс, детето командва на системата кой шоколад детето иска да купи.
• Когато графичният потребителски интерфейс има LCD, клавиатура, сензорен екран.
• Машината доставя шоколада, когато детето вмъкне монетата, ако поставените монети надвишават действителната цена на избрания шоколад. Машината ACVM възстановява парите обратно.
• Използвайки универсална синхронна шина, собственикът на ACVM може да следи местоположението на клиента.

Метрики на дизайна

Разсейване на мощността

Дизайнът трябва да бъде направен според размера на дисплея и механичните компоненти.

Краен срок на процеса

Таймерът трябва да бъде настроен, така че всеки път, когато детето вмъкне монетата, ACVM трябва да реагира в рамките на няколко секунди при доставката на шоколадовите бонбони и възстановяване на сумата, ако е излишно.
Например, ако времето за реакция е 10 секунди, ACVM трябва да достави шоколада и да възстанови парите в случай на излишък в рамките на 10 секунди, веднага след като детето постави монетата и да подаде заявка за шоколад.

Спецификации

От системата ACVM по-долу, когато детето вмъква монетата. Монетите се разделят според представените портове, Port1, Port2, Port5. При получаване на монета се генерира прекъсване от порта, това прекъсване се изпраща за отчитане на стойността на сумата и увеличаване.

автоматичен - шоколад - вендинг машина

Присъстващият тук LCD дисплей показва съобщенията като цена, време, добре дошли .. и т.н. Съществува пристанищна доставка, където се събират шоколадите.

Хардуер

Хардуерната архитектура на ACVM има следните хардуерни спецификации

• Микроконтролер 8051
• 64 KB RAM и 8MB ROM
• 64 KB флаш памет
• Клавиатура
• Механичен сортировчик на монети
• Шоколадов канал
• Канал за монети
• USB безжичен модем
• Захранване

Софтуер на ACVM

Много програми трябва да бъдат написани, за да могат да бъдат препрограмирани, когато се изисква в RAM / ROM като,

хардуерна архитектура-блок-диаграма-на-активна

• Увеличение на цената на шоколада
• Актуализиране на съобщенията, които да се показват на LCD
• Промяна в характеристиките на машината.

Вградената система е комбинация от хардуер + софтуер за изпълнение на определена функция. Има два вида микропроцесори и микроконтролери. При проектирането на вградена система трябва да се вземат предвид някои конструктивни ограничения и спецификации, така че разработчикът да може да отговори на очакванията на клиентите и да изпълни навреме. Приложение на вградена система дизайн ACVM обяснено в това съдържание. Ето един въпрос каква е причината за екологичните ограничения при проектирането на вградена система?