Kaj je oblikovanje vgrajenega sistema: koraki v postopku oblikovanja

Vgrajeni sistem je krmilnik, ki nadzoruje številne druge elektronske naprave. Gre za kombinacijo vdelane strojne in programske opreme. Obstajata dve vrsti vgrajenih sistemov mikroprocesorji in mikrokrmilnik . Mikroprocesor temelji na von Neumannovem modelu / arhitekturi (kjer je program + podatki na istem pomnilniškem mestu), je pomemben del računalniškega sistema, kjer so z njim povezani zunanji procesorji in zunanje naprave. Zavzema več prostora in porabi več energije. Uporaba mikroprocesorja so osebni računalniki. Ta članek obravnava korake, ki vključujejo zasnovo vdelanega sistema.

Kaj je zasnova vgrajenega sistema?

Opredelitev: Sistem, zasnovan z vdelavo strojne in programske opreme skupaj za določeno funkcijo z večjo površino, je zasnova vdelanega sistema. Pri zasnovi vgrajenega sistema ima mikrokrmilnik ključno vlogo. Mikrokrmilnik temelji na harvardski arhitekturi in je pomemben sestavni del vdelanega sistema. Zunanji procesor, notranji pomnilnik in vhodno / izhodne komponente so povezani z mikrokrmilnikom. Zavzema manj prostora, manjšo porabo energije. Uporaba mikrokrmilnikov je MP3, pralni stroji.

Vgrajeni dizajn

Vrste vgrajenih sistemov

• Samostojni Vgrajeni sistem
• Vgrajeni sistem v realnem času
• Omreženi aparati
• Mobilne naprave

Elementi vgrajenih sistemov

• Procesor
• Mikroprocesor
• Mikrokrmilnik
• Digitalni procesor signala.

Koraki v postopku oblikovanja vgrajenega sistema

Različni koraki vdiagram toka / diagram poteka načrtovanja vgrajenega sistemavključujejo naslednje.

Vdelani dizajn - koraki - postopek

Abstrakcija

V tej fazi je problem, povezan s sistemom, povzet.

Strojna oprema - Arhitektura programske opreme

Pravilno poznavanje strojne in programske opreme, ki jo je treba poznati pred začetkom katerega koli postopka oblikovanja.

Dodatne funkcionalne lastnosti

Dodatne funkcije, ki jih je treba izvesti, je treba v celoti razumeti iz glavne zasnove.

Družina oblikovanja, povezana s sistemom

Pri načrtovanju sistema se je treba sklicevati na prejšnjo družinsko zasnovo, povezano s sistemom.

Modularna zasnova

Izdelati je treba ločene zasnove modulov, da jih je mogoče kasneje uporabiti po potrebi.

Kartiranje

Na osnovi programske opreme se opravi preslikava. Pretok podatkov in pretok programov sta na primer preslikana v eno.

Oblika uporabniškega vmesnika

Pri zasnovi uporabniškega vmesnika je to odvisno od uporabniških zahtev, analize okolja in funkcije sistema. Na primer, na mobilnem telefonu, če želimo zmanjšati porabo energije mobilnih telefonov, poskrbimo za druge parametre, da lahko porabo energije zmanjšamo.

Izpopolnitev

Vsako komponento in modul je treba ustrezno izpopolniti, da lahko ekipa programske opreme razume.

Arhitekturni opisni jezik se uporablja za opis oblikovanja programske opreme.

• Nadzorna hierarhija
• Razdelitev strukture
• Struktura in hierarhija podatkov
• Programski postopek.

Dejavnosti procesa razvoja programske opreme za vgrajeno sistemsko načrtovanje

Obstajajo različne metrike načrtovanja, ki so potrebne za pravilno načrtovanje katerega koli sistema

Dejavnosti vdelanega procesa razvoja programske opreme

Dejavnosti postopka razvoja vdelane programske opreme vključujejo predvsem naslednje.

Specifikacije

Izdelati je treba ustrezne specifikacije, tako da lahko kupec, ki uporablja izdelek, preide na specifikacijo izdelka in ga uporabi brez kakršne koli zmede. Oblikovalci se osredotočajo predvsem na specifikacije, kot so strojna oprema, omejitve oblikovanja, obdobje življenjskega cikla, posledično vedenje sistema.

Arhitektura

Navedene so plasti arhitekturne in programske opreme.

Komponente

V tej plasti je končano načrtovanje komponent. Komponente, kot so enoprocesorski procesor, pomnilniki - RAM / ROM, zunanje naprave, vodila itd.

Sistemska integracija

V tej plasti so vsi sestavni deli integrirani v sistem in preizkušeni, ali njegovi oblikovalci ustrezajo pričakovanjem.

Izzivi pri oblikovanju vgrajenega sistema

Med načrtovanjem katerega koli vdelanega sistema se oblikovalci soočajo z veliko izzivi, kot sledi:

• Prilagodljivost okolja
• Poraba energije
• Območje zasedeno
• Pakiranje in integracija
• Posodabljanje v strojni in programski opremi
• Varnost
• Oblikovalci se soočajo z različnimi izzivi pri preizkušanju zasnove, kot je vgrajena strojna oprema testiranje , Faza preverjanja, Vrednotenje vzdrževanje.

Primeri vgrajenega sistema

• Avtomatski avtomat za prodajo čokolade (ACVM)
• Digitalni fotoaparat
• Pametna kartica
• Mobilni telefon
• Mobilni računalnik itd.

Avtomatski avtomat za prodajo čokolade (ACVM)

Načrtovalna funkcija ACVM je zagotoviti otroku čokolado vsakič, ko otrok v ACVM vstavi kovanec.

Koraki oblikovanja

Koraki oblikovanja vključujejo predvsem naslednje.

1. Zahteve
2. Specifikacije
3. Delovanje strojne in programske opreme.

Zahteve

Ko otrok v stroj vstavi kovanec in izbere določeno čokolado, ki jo želi kupiti.

Vhodi

• Kovanci, izbira uporabnika.
• Prekinitev se ustvari na vsakih vratih vsakič, ko vstavite kovanec.
• Vsakemu pristanišču se pošlje ločeno obvestilo.

Izhodi

• Čokolada
• Vračilo kupnine
• Na LCD-prikazovalniku se prikaže sporočilo kot datum, čas, pozdravno sporočilo.

Sistemska funkcija

• Z uporabo grafičnega uporabniškega vmesnika otrok sistemu ukaže, katero čokolado želi otrok kupiti.
• Kjer ima grafični uporabniški vmesnik LCD, tipkovnico in zaslon na dotik.
• Stroj dostavi čokolado, ko otrok vstavi kovanec, če vstavljeni kovanci presegajo dejanske stroške izbrane čokolade. Naprava ACVM vrne denar nazaj.
• Z uporabo univerzalnega sinhronega vodila lahko lastnik ACVM spremlja lokacijo odjemalca.

Metrike oblikovanja

Odvajanje moči

Zasnova mora biti narejena glede na velikost zaslona in mehanske komponente.

Rok obdelave

Časovnik mora biti nastavljen, tako da se mora ACVM, kadar otrok vstavi kovanec, v nekaj sekundah odzvati pri dostavi čokolad in vračilu, če je presežek.
Če je na primer odzivni čas 10 sekund, mora ACVM dostaviti čokolado in vrniti denar, če je presežek, v 10 sekundah, takoj ko otrok vstavi kovanec in odda zahtevek za čokolado.

Specifikacije

Iz spodnjega sistema ACVM, ko otrok vstavi kovanec. Kovanci se ločijo glede na predstavljena vrata Port1, Port2, Port5. Ob prejemu kovanca vrata ustvarijo prekinitev, ki se pošlje v odčitavanje vrednosti zneska in povečanje.

avtomatski - avtomat za prodajo čokolade

LCD, ki je tukaj, prikazuje sporočila, kot so stroški, čas, dobrodošlica itd. Obstaja pristaniška dostava, kjer se zbirajo čokolade.

Strojna oprema

Arhitektura strojne opreme ACVM ima naslednje specifikacije strojne opreme

• Mikrokrmilnik 8051
• 64 KB RAM-a in 8 MB ROM-a
• 64 KB Flash pomnilnik
• Tipkovnica
• Mehanski sortirnik kovancev
• Čokoladni kanal
• Kovanec kanal
• Brezžični modem USB
• Napajanje

Programska oprema ACVM

Mnogo programov je treba napisati, da jih je mogoče po potrebi ponovno programirati v RAM-u / ROM-u,

strojna-arhitektura-blok-diagram-aktivnega

• Povišanje cene čokolade
• Posodabljanje sporočil, ki se prikažejo na LCD-prikazovalniku
• Sprememba lastnosti naprave.

Vgrajeni sistem je kombinacija strojne opreme in programske opreme za izvajanje določene funkcije. Obstajata dve vrsti mikroprocesorjev in mikrokrmilnikov. Pri načrtovanju vgrajenega sistema je treba upoštevati nekatere omejitve in specifikacije načrtovanja, tako da lahko razvijalec izpolni pričakovanja strank in pravočasno dostavi. Aplikacija vdelanega sistema oblikovanje V tej vsebini je razložen ACVM. Tukaj je vprašanje, kaj je vzrok za okoljske omejitve pri oblikovanju vgrajenega sistema?