Vad är inbyggd systemdesign: Steg i designprocessen

Ett inbäddat system är en styrenhet som styr många andra elektroniska enheter. Det är en kombination av inbäddad hårdvara och programvara. Det finns två typer av inbäddade system mikroprocessorer och mikrokontroller . Mikroprocessorn är baserad på von Neumann-modellen / arkitekturen (där program + data finns på samma minnesplats), det är en viktig del av datorsystemet, där externa processorer och kringutrustning är gränssnitt till det. Det upptar mer yta och har mer strömförbrukning. Användningen av mikroprocessorn är persondatorer. Den här artikeln diskuterar steg som involverar inbäddad systemdesign.

Vad är en inbyggd systemdesign?

Definition: Ett system utformat med inbäddning av hårdvara och programvara tillsammans för en specifik funktion med ett större område är inbäddad systemdesign. I inbyggd systemdesign spelar en mikrokontroller en viktig roll. Micro-controller bygger på Harvard-arkitektur, det är en viktig komponent i ett inbäddat system. Extern processor, internt minne och i / o-komponenter är gränssnitt med mikrokontrollern. Det upptar mindre yta, mindre strömförbrukning. Tillämpningen av mikrokontroller är MP3, tvättmaskiner.

Inbäddad design

Typer av inbäddade system

• Fristående Inbyggda system
• Inbäddat system i realtid
• Nätverksapparater
• Mobil enheter

Element av inbäddade system

• Processor
• Mikroprocessor
• Microcontroller
• Digital signalprocessor.

Steg i den inbäddade systemdesignprocessen

De olika stegen iinbäddat systemdesignflöde / flödesdiagraminkluderar följande.

Inbäddad design - process - steg

Abstraktion

I detta skede abstraheras problemet med systemet.

Hårdvara - Programvaruarkitektur

Rätt kunskap om hårdvara och mjukvara som ska vara känd innan någon designprocess påbörjas.

Extra funktionella egenskaper

Extra funktioner som ska implementeras ska förstås helt från huvuddesignen.

Systemrelaterad designfamilj

När man utformar ett system bör man hänvisa till en tidigare systemrelaterad designfamilj.

Modulär design

Separata modulkonstruktioner måste göras så att de kan användas senare vid behov.

Kartläggning

Baserat på programvara kartläggning görs. Till exempel mappas dataflöde och programflöde till ett.

Användargränssnittsdesign

I användargränssnittsdesign beror det på användarkrav, miljöanalys och systemets funktion. Till exempel på en mobiltelefon om vi vill minska mobiltelefons energiförbrukning tar vi hand om andra parametrar så att energiförbrukningen kan minskas.

Förfining

Varje komponent och modul måste förfinas på lämpligt sätt så att programvaruteamet kan förstå.

Arkitektonisk beskrivningsspråk används för att beskriva programvarudesignen.

• Kontrollhierarki
• Delning av struktur
• Datastruktur och hierarki
• Programvaruprocedur.

Inbäddad systemdesign Programutvecklingsprocessaktiviteter

Det finns olika designmått som krävs för att utforma vilket system som helst för att fungera korrekt

Inbyggda programutvecklingsprocessaktiviteter

Inbyggda programvaruutvecklingsprocessaktiviteter inkluderar huvudsakligen följande.

Specifikationer

Korrekta specifikationer ska göras så att kunden som använder produkten kan gå igenom produktens specifikationer och använda den utan förvirring. Designers fokuserar främst på specifikationer som hårdvara, designbegränsningar, livscykelperiod, resulterande systembeteende.

Arkitektur

Arkitekturskikt för maskinvara och programvara anges.

Komponenter

I detta lager görs design av komponenter. Komponenter som enstaka processorprocessorer, minnen - RAM / ROM, kringutrustning, bussar ... etc.

Systemintegration

I detta lager integreras alla komponenter i systemet och testas om dess mötesdesigners, förväntningar.

Utmaningar i inbyggd systemdesign

Under utformningen av ett inbäddat system möter designers många utmaningar som följer,

• Miljöanpassningsförmåga
• Energiförbrukning
• Området ockuperat
• Förpackning och integration
• Uppdatering i hårdvara och mjukvara
• säkerhet
• Det finns olika utmaningar som designers möter när de testar designen som inbäddad hårdvara testning , Verifieringsfas, Valideringsunderhåll.

Exempel på inbyggda systemdesigner

• Automatisk chokladautomat (ACVM)
• Digitalkamera
• Smart kort
• Mobiltelefon
• Mobil dator..etc.

Automatisk chokladautomat (ACVM)

ACVM: s designfunktion är att ge choklad till barnet när barnet sätter in ett mynt i ACVM.

Designsteg

Designstegen inkluderar huvudsakligen följande.

1. Krav
2. Specifikationer
3. Maskinvara och programvara fungerar.

Krav

När ett barn sätter in ett mynt i maskinen och väljer den choklad som han vill köpa.

Ingångar

• Mynt, användarval.
• Ett avbrott genereras vid varje port varje gång ett mynt sätts in.
• Ett separat meddelande skickas till varje port.

Utgångar

• Choklad
• Återbetalning
• Ett meddelande visas på LCD-skärmen som datum, tid, välkomstmeddelande.

Systemfunktion

• Med hjälp av ett grafiskt användargränssnitt kommanderar barnet till systemet vilken choklad barnet vill köpa.
• Där det grafiska användargränssnittet har en LCD, knappsats, pekskärm.
• Maskinen levererar choklad när barnet sätter in myntet om myntet som sätts in överstiger den faktiska kostnaden för vald choklad. ACVM-maskinen återbetalar pengarna.
• Med hjälp av en universell synkron buss kan ägaren till ACVM hålla reda på klientens plats.

Designmått

Effektförlust

Designen bör göras enligt skärmstorlek och mekaniska komponenter.

Process deadline

Timmer måste ställas in så att ACVM måste svara inom några sekunder när barnet sätter in myntet och leverera chokladet och återbetala om det är överskott.
Om svarstiden till exempel är 10 sekunder, ska ACVM leverera choklad och återbetala pengarna om det är överskott inom 10 sekunder så snart barnet sätter in myntet och lämnar en begäran om choklad.

Specifikationer

Från ACVM-systemet nedan, när barnet sätter in myntet. Mynten separeras enligt de presenterade portarna, Port1, Port2, Port5. Vid mottagande av mynt genereras ett avbrott av porten, detta avbrott skickas för att läsa beloppsvärdet och öka.

automatisk - choklad - varuautomat

En LCD som finns här visar meddelandena som kostnad, tid, välkomst..etc. En hamnleverans finns där chokladet samlas in.

Hårdvara

ACVM-maskinvaruarkitektur har följande hårdvaruspecifikationer

• Microcontroller 8051
• 64 kB RAM och 8 MB ROM
• 64 kB Flash-minne
• Knappsats
• Mekanisk mynt sorterare
• Chokladkanal
• Myntkanal
• Trådlöst USB-modem
• Strömförsörjning

Programvara för ACVM

Många program måste skrivas så att de kan omprogrammeras när det behövs i RAM / ROM som,

hårdvaruarkitektur-block-diagram-av-aktiv

• Ökning av chokladpriset
• Uppdatera meddelanden som ska visas i LCD
• Ändring av maskinens funktioner.

Ett inbäddat system är en kombination av hårdvara + programvara för att utföra en viss funktion. Det finns två typer av mikroprocessorer och mikrokontroller. När du utformar ett inbäddat system måste vissa designbegränsningar och specifikationer övervägas så att utvecklaren kan möta kundernas förväntningar och leverera i tid. En applikation av Embedded system design ACVM förklaras i detta innehåll. Här är en fråga vad är orsaken till miljöhinder vid utformningen av ett inbäddat system?