Što je dizajn ugrađenog sustava: koraci u procesu dizajniranja

Ugrađeni sustav je kontroler koji kontrolira mnoge druge elektroničke uređaje. To je kombinacija ugrađenog hardvera i softvera. Postoje dvije vrste ugrađenih sustava mikroprocesori i mikrokontroler . Mikroprocesor se temelji na von Neumannovom modelu / arhitekturi (gdje se program i podaci nalaze na istom memorijskom mjestu), važan je dio računalnog sustava, gdje su vanjski procesori i periferne jedinice povezani s njim. Zauzima više prostora i ima veću potrošnju energije. Primjena mikroprocesora su osobna računala. Ovaj članak raspravlja o koracima koji uključuju dizajn ugrađenog sustava.

Što je dizajn ugrađenog sustava?

Definicija: Sustav dizajniran s ugrađenim hardverom i softverom zajedno za određenu funkciju s većom površinom je dizajn ugrađenog sustava. U dizajnu ugrađenog sustava, mikrokontroler igra vitalnu ulogu. Mikrokontroler zasnovan je na harvardskoj arhitekturi, važna je komponenta ugrađenog sustava. Vanjski procesor, unutarnja memorija i ulazno / izlazne komponente povezani su s mikrokontrolerom. Zauzima manje površine, manju potrošnju energije. Primjena mikrokontrolera je MP3, perilice rublja.

Ugrađeni dizajn

Vrste ugrađenih sustava

• Samostalan Ugrađeni sustav
• Ugrađeni sustav u stvarnom vremenu
• Mrežni uređaji
• Mobilni uredaji

Elementi ugrađenih sustava

• Procesor
• Mikroprocesor
• Mikrokontroler
• Digitalni procesor signala.

Koraci u procesu dizajniranja ugrađenog sustava

Različiti koraci udijagram toka / dijagrama toka dizajna ugrađenog sustavauključuju sljedeće.

Ugrađeni dizajn - postupak - koraci

Apstrakcija

U ovoj se fazi apstrahira problem povezan sa sustavom.

Hardver - Arhitektura softvera

Ispravno poznavanje hardvera i softvera koje treba znati prije započinjanja bilo kojeg postupka dizajniranja.

Dodatna funkcionalna svojstva

Dodatne funkcije koje treba implementirati treba u potpunosti razumjeti iz glavnog dizajna.

Obitelj dizajna povezana sa sustavom

Pri projektiranju sustava treba se pozvati na prethodnu obitelj dizajna vezanu uz sustav.

Modularni dizajn

Moraju se napraviti zasebni dizajni modula kako bi se kasnije mogli koristiti kada je to potrebno.

Mapiranje

Na temelju softverskog mapiranja vrši se. Na primjer, protok podataka i tijek programa mapiraju se u jedno.

Dizajn korisničkog sučelja

U dizajnu korisničkog sučelja to ovisi o korisničkim zahtjevima, analizi okruženja i funkciji sustava. Na primjer, na mobilnom telefonu, ako želimo smanjiti potrošnju energije mobitela, vodimo računa o drugim parametrima, tako da se potrošnja energije može smanjiti.

Pročišćavanje

Svaka komponenta i modul moraju biti na odgovarajući način pročišćeni kako bi tim softvera mogao razumjeti.

Arhitektonski jezik opisa koristi se za opisivanje softverskog dizajna.

• Hijerarhija nadzora
• Podjela strukture
• Struktura podataka i hijerarhija
• Postupak softvera.

Aktivnosti procesa razvoja softvera za ugrađeni sustav

Postoje različite metrike dizajna potrebne za dizajn bilo kojeg sustava kako bi ispravno funkcionirao

Aktivnosti procesa ugrađenog razvoja softvera

Aktivnosti procesa ugrađenog softvera uglavnom uključuju sljedeće.

Tehnički podaci

Treba napraviti odgovarajuće specifikacije kako bi kupac koji koristi proizvod mogao proći kroz specifikaciju proizvoda i koristiti ga bez ikakve zabune. Dizajneri se uglavnom usredotočuju na specifikacije poput hardvera, ograničenja dizajna, razdoblje životnog ciklusa, rezultirajuće ponašanje sustava.

Arhitektura

Navedeni su slojevi hardverske i softverske arhitekture.

Komponente

U ovom je sloju izveden dizajn komponenata. Komponente poput jednoprocesorskog procesora, memorije - RAM / ROM, periferni uređaji, sabirnice itd.

Integracija sustava

U ovom su sloju sve komponente integrirane u sustav i testirano zadovoljavaju li dizajneri očekivanja.

Izazovi u dizajnu ugrađenih sustava

Dok dizajniraju bilo koji ugrađeni sustav, dizajneri se suočavaju s puno izazova poput sljedećeg,

• Prilagodljivost okoliša
• Potrošnja energije
• Površina zauzeta
• Pakiranje i integracija
• Ažuriranje u hardveru i softveru
• Sigurnost
• Postoje razni izazovi s kojima se dizajneri suočavaju tijekom testiranja dizajna poput ugrađenog hardvera testiranje , Faza provjere, Održivost održavanja.

Primjeri dizajna ugrađenog sustava

• Automatski automat za prodaju čokolade (ACVM)
• Digitalna kamera
• Pametna kartica
• Mobitel
• Mobilno računalo..itd.

Automatski automat za prodaju čokolade (ACVM)

Dizajn funkcija ACVM-a je pružanje čokolade djetetu kad god dijete ubaci novčić u ACVM.

Koraci dizajna

Koraci dizajna uglavnom uključuju sljedeće.

1. Zahtjevi
2. Tehnički podaci
3. Funkcioniranje hardvera i softvera.

Zahtjevi

Kad dijete ubaci novčić u aparat i odabere određenu čokoladu koju želi kupiti.

Ulazi

• Kovanice, odabir korisnika.
• Prekid se generira na svakoj luci kad god se ubaci novčić.
• Svaka luka šalje se zasebna obavijest.

Izlazi

• Čokolada
• Povrat novca
• Na LCD-u se prikazuje poruka kao datum, vrijeme, poruka dobrodošlice.

Funkcija sustava

• Pomoću grafičkog korisničkog sučelja dijete zapovijeda sustavu koju čokoladu dijete želi kupiti.
• Gdje grafičko korisničko sučelje ima LCD, tipkovnicu, zaslon osjetljiv na dodir.
• Aparat isporučuje čokoladu kad dijete ubaci novčić ako su ubačeni novčići viši od stvarnih troškova odabrane čokolade. Stroj ACVM vraća novac natrag.
• Korištenjem univerzalne sinkrone sabirnice, vlasnik ACVM-a može pratiti mjesto klijenta.

Metrika dizajna

Rasipanje snage

Dizajn treba biti izrađen prema veličini zaslona i mehaničkim komponentama.

Procesni rok

Tajmer mora biti postavljen, tako da kad god dijete ubaci novčić, ACVM mora odgovoriti u roku od nekoliko sekundi prilikom isporuke čokolade i povrata novca ako je višak.
Na primjer, ako je vrijeme odgovora 10 sekundi, ACVM bi trebao dostaviti čokoladu i vratiti novac ako je višak u roku od 10 sekundi čim dijete ubaci novčić i postavi zahtjev za čokoladom.

Tehnički podaci

Iz donjeg ACVM sustava, kada dijete ubaci novčić. Novčići se razdvajaju prema prikazanim lukama, Port1, Port2, Port5. Pri primanju kovanice port generira prekid, koji se šalje za očitavanje vrijednosti iznosa i povećanje.

automat - automat za čokoladu - automat

Ovdje prisutni LCD prikazuje poruke poput cijene, vremena, dobrodošlice itd. Postoji lučka dostava tamo gdje se sakupljaju čokolade.

Hardver

Hardverska arhitektura ACVM ima sljedeće hardverske specifikacije

• Mikrokontroler 8051
• 64 KB RAM-a i 8 MB ROM-a
• 64 KB Flash memorija
• Tipkovnica
• Mehanička sortirnica novčića
• Čokoladni kanal
• Novčani kanal
• USB bežični modem
• Napajanje

Softver ACVM-a

Mnogi programi moraju biti napisani kako bi se mogli reprogramirati kada je to potrebno u RAM-u / ROM-u,

hardverska arhitektura-blok-dijagram-aktivnih

• Povećanje cijene čokolade
• Ažuriranje poruka za prikaz na LCD-u
• Promjena karakteristika stroja.

Ugrađeni sustav kombinacija je hardvera i softvera za obavljanje određene funkcije. Postoje dvije vrste mikroprocesora i mikrokontrolera. Prilikom dizajniranja ugrađenog sustava treba uzeti u obzir određena ograničenja i specifikacije dizajna, tako da programer može ispuniti očekivanja kupaca i isporučiti ih na vrijeme. Primjena ugrađenog sustava oblikovati ACVM je objasnio u ovom sadržaju. Evo pitanja što je uzrok ekološkim ograničenjima tijekom dizajniranja ugrađenog sustava?