Apa itu Reka Bentuk Sistem Tertanam: Langkah-langkah dalam Proses Reka Bentuk

Sistem Embedded adalah pengawal, yang mengendalikan banyak alat elektronik lain. Ini adalah gabungan perkakasan dan perisian terbenam. Terdapat dua jenis sistem terbenam pemproses mikro dan pengawal mikro . Pemproses mikro berdasarkan model / seni bina von Neumann (di mana program + data berada di lokasi memori yang sama), ini adalah bahagian penting dari sistem komputer, di mana pemproses dan periferal luaran dihubungkan dengannya. Ia menempati lebih banyak kawasan dan mempunyai lebih banyak penggunaan tenaga. Aplikasi mikropemproses adalah komputer peribadi. Artikel ini membincangkan langkah-langkah yang melibatkan reka bentuk sistem tertanam.

Apa itu Reka Bentuk Sistem Tertanam?

Definisi: Sistem yang dirancang dengan penyisipan perkakasan dan perisian bersama-sama untuk fungsi tertentu dengan kawasan yang lebih besar adalah reka bentuk sistem tertanam. Dalam reka bentuk sistem tertanam, pengawal mikro memainkan peranan penting. Pengawal mikro berdasarkan seni bina Harvard, ia merupakan komponen penting dalam sistem terbenam. Pemproses luaran, memori dalaman dan komponen i / o dihubungkan dengan mikrokontroler. Ia menempati kawasan yang lebih sedikit, kurang penggunaan tenaga. Aplikasi mikrokontroler adalah MP3, mesin basuh.

Reka Bentuk Terbenam

Jenis Sistem Terbenam

• Berdiri Sendiri Sistem Terbenam
• Sistem Terbenam Masa Nyata
• Peralatan Berangkaian
• Peranti mudah alih

Elemen Sistem Terbenam

• Pemproses
• Pemproses mikro
• Pengawal mikro
• Pemproses isyarat digital.

Langkah dalam Proses Reka Bentuk Sistem Tertanam

Langkah yang berbeza digambarajah aliran / aliran reka bentuk sistem terbenamsertakan perkara berikut.

Reka bentuk terbenam - proses - langkah

Pengambilan

Pada peringkat ini masalah yang berkaitan dengan sistem diabstrak.

Perkakasan - Senibina Perisian

Pengetahuan yang tepat mengenai perkakasan dan perisian yang perlu diketahui sebelum memulakan proses reka bentuk.

Sifat Fungsi Tambahan

Fungsi tambahan yang akan dilaksanakan harus difahami sepenuhnya dari reka bentuk utama.

Reka Bentuk Keluarga Berkaitan Sistem

Semasa merancang sistem, seseorang harus merujuk kepada keluarga reka bentuk yang berkaitan dengan sistem sebelumnya.

Reka Bentuk Modular

Reka bentuk modul yang berasingan mesti dibuat supaya dapat digunakan kemudian apabila diperlukan.

Pemetaan

Berdasarkan pemetaan perisian dilakukan. Sebagai contoh, aliran data dan aliran program dipetakan menjadi satu.

Reka Bentuk Antara Muka Pengguna

Dalam reka bentuk antara muka pengguna bergantung pada keperluan pengguna, analisis persekitaran dan fungsi sistem. Contohnya, pada telefon bimbit jika kita ingin mengurangkan penggunaan kuasa telefon bimbit, kita menjaga parameter lain, supaya penggunaan kuasa dapat dikurangkan.

Perhalusi

Setiap komponen dan modul mesti diperhalusi dengan tepat agar pasukan perisian dapat memahami.

Bahasa penerangan seni bina digunakan untuk menggambarkan reka bentuk perisian.

• Kawal Hierarki
• Pembahagian struktur
• Struktur data dan hierarki
• Prosedur Perisian.

Aktiviti Proses Pembangunan Perisian Reka Bentuk Sistem Tertanam

Terdapat pelbagai metrik reka bentuk yang diperlukan untuk merancang sistem apa pun agar berfungsi dengan baik

Aktiviti Proses Pembangunan Perisian Tertanam

Kegiatan proses pengembangan perisian tertanam merangkumi perkara berikut.

Spesifikasi

Spesifikasi yang tepat harus dibuat supaya pelanggan yang menggunakan produk dapat melalui spesifikasi produk dan menggunakannya tanpa ada kekeliruan. Pereka terutamanya menumpukan pada spesifikasi seperti perkakasan, kekangan reka bentuk, tempoh kitaran hidup, tingkah laku sistem yang dihasilkan.

Senibina

Lapisan senibina perkakasan dan perisian ditentukan.

Komponen

Dalam lapisan ini, reka bentuk komponen selesai. Komponen seperti pemproses proses tunggal, ingatan- RAM / ROM, peranti persisian, bas..etc.

Integrasi Sistem

Di lapisan ini, semua komponen disatukan ke dalam sistem dan diuji sama ada pereka pertemuannya, harapan.

Cabaran dalam Reka Bentuk Sistem Terbenam

Semasa merancang sistem tertanam, pereka menghadapi banyak cabaran seperti berikut,

• Kesesuaian persekitaran
• Penggunaan kuasa
• Kawasan yang diduduki
• Pembungkusan dan penyatuan
• Mengemas kini dalam perkakasan dan perisian
• Keselamatan
• Terdapat pelbagai cabaran yang dihadapi oleh pereka semasa menguji reka bentuk seperti perkakasan Embedded ujian , Tahap pengesahan, Pemeliharaan Pengesahan.

Contoh Reka Bentuk Sistem Terbenam

• Mesin layan diri coklat automatik (ACVM)
• Kamera digital
• Kad pintar
• Telefon bimbit
• Komputer mudah alih..etc.

Mesin Penjual Coklat Automatik (ACVM)

Fungsi reka bentuk ACVM adalah memberikan coklat kepada anak setiap kali anak memasukkan duit syiling ke dalam ACVM.

Langkah Reka Bentuk

Langkah-langkah reka bentuknya merangkumi yang berikut.

1. Keperluan
2. Spesifikasi
3. Perkakasan dan perisian berfungsi.

Keperluan

Semasa anak memasukkan duit syiling ke dalam mesin dan memilih coklat tertentu yang ingin dibelinya.

Input

• Duit syiling, pilihan pengguna.
• Gangguan dihasilkan di setiap port setiap kali duit syiling dimasukkan.
• Pemberitahuan berasingan dihantar ke setiap port.

Keluaran

• Coklat
• Bayaran balik
• Mesej dipaparkan di LCD seperti tarikh, waktu, mesej selamat datang.

Fungsi Sistem

• Dengan menggunakan antara muka pengguna grafik, anak memerintahkan kepada sistem coklat yang ingin dibeli oleh anak itu.
• Di mana antara muka pengguna grafik mempunyai LCD, papan kekunci, skrin sentuh.
• Mesin memberikan coklat ketika anak memasukkan duit syiling sekiranya duit syiling yang dimasukkan melebihi dari kos sebenar coklat terpilih. Mesin ACVM mengembalikan wang yang dikembalikan.
• Dengan menggunakan bas segerak Universal, pemilik ACVM dapat menjejaki lokasi pelanggan.

Sukatan Reka Bentuk

Kekurangan Kuasa

Reka bentuk harus dibuat mengikut ukuran paparan dan komponen mekanikal.

Tarikh Akhir Proses

Pemasa mesti diatur, supaya setiap kali anak memasukkan duit syiling, ACVM mesti bertindak balas dalam beberapa saat dalam penghantaran coklat dan mengembalikan jika berlebihan.
Sebagai contoh, jika masa tindak balas adalah 10 saat, ACVM harus menyerahkan coklat dan mengembalikan wangnya jika berlebihan dalam masa 10 saat sebaik sahaja anak memasukkan duit syiling dan membuat permintaan untuk coklat.

Spesifikasi

Dari sistem ACVM di bawah, semasa anak memasukkan duit syiling. Duit syiling diasingkan mengikut port yang dibentangkan, Port1, Port2, Port5. Semasa menerima duit syiling, gangguan dihasilkan oleh port, gangguan ini dihantar untuk membaca nilai jumlah dan meningkat.

automatik - coklat - penjual - mesin

LCD yang hadir di sini memaparkan mesej seperti kos, masa, sambutan..dll. Penghantaran pelabuhan wujud di mana coklat dikumpulkan.

Perkakasan

Senibina perkakasan ACVM mempunyai spesifikasi perkakasan berikut

• Mikrokontroler 8051
• 64 KB RAM dan 8MB ROM
• Memori kilat 64 KB
• Pad kekunci
• Penyusun duit syiling mekanikal
• Saluran coklat
• Saluran syiling
• Modem tanpa wayar USB
• Bekalan kuasa

Perisian ACVM

Banyak program harus ditulis supaya dapat diprogram ulang apabila diperlukan dalam RAM / ROM seperti,

perkakasan-seni bina-blok-rajah-of-aktif

• Kenaikan harga coklat
• Mengemas kini mesej untuk dipaparkan dalam LCD
• Perubahan ciri mesin.

Sistem Tertanam adalah gabungan perkakasan + perisian untuk melaksanakan fungsi tertentu. Terdapat dua jenis mikropemproses dan mikrokontroler. Semasa merancang sistem tertanam, batasan dan spesifikasi reka bentuk tertentu perlu dipertimbangkan, supaya pemaju dapat memenuhi harapan pelanggan dan menyampaikan tepat pada waktunya. Aplikasi sistem Embedded reka bentuk ACVM dijelaskan dalam kandungan ini. Berikut adalah persoalan apa penyebab kekangan persekitaran semasa merancang sistem terbenam?