什么是嵌入式系统设计：设计过程中的步骤

嵌入式系统是控制器，其控制许多其他电子设备。它是嵌入式硬件和软件的组合。有两种类型的嵌入式系统微处理器和微控制器。微处理器是基于冯·诺依曼模型/架构(程序+数据驻留在同一内存位置)，它是计算机系统的重要组成部分，外部处理器和外设与它接口。占地面积大，能耗高。微处理器的应用就是个人计算机。本文讨论了嵌入式系统设计中涉及到的步骤。

什么是嵌入式系统设计？

定义：一种系统，设计用于将硬件和软件嵌入到具有较大区域的特定功能的特定功能是嵌入式系统设计。在嵌入式系统设计中，微控制器起到重要作用。微控制器基于哈佛架构，它是嵌入式系统的重要组成部分。外部处理器，内部存储器和I / O组件与微控制器接口。它占据了较少的地区，少功耗。微控制器的应用是MP3，洗衣机。

嵌入式系统的类型

• 独立的嵌入式系统
• 实时嵌入式系统
• 网络设备
• 移动设备

嵌入式系统的元素

• 处理器
• 微处理器
• 微控制器
• 数字信号处理器。

嵌入式系统设计过程中的步骤

不同的步骤嵌入式系统设计流程/流程图包括以下这些。

抽象

在这个阶段，抽象了与系统相关的问题。

硬件 - 软件架构

在开始任何设计过程之前，可以正确了解硬件和软件。

额外的功能性质

要实现的额外功能将从主要设计中完全理解。

系统相关的设计系列

在设计系统时，应该指的是先前的系统相关的设计系列。

模块化设计

必须进行单独的模块设计，以便在稍后在需要时可以使用它们。

映射

基于软件映射完成。例如，数据流和程序流程被映射到一个。

用户界面设计

在用户界面设计中，它取决于用户的要求，环境分析和系统的功能。例如，如果我们希望减少手机的功耗，我们会在移动电话的功耗中我们处理其他参数，因此可以减少功耗。

细化

每个组件和模块必须适当地精制，以便软件团队可以理解。

建筑描述语言用于描述软件设计。

• 控制层次
• 分区结构
• 数据结构和层次结构
• 软件程序。

嵌入式系统设计软件开发过程活动

它们需要各种设计度量来设计任何系统功能，它们是

嵌入式系统的设计度量/设计参数	函数
功耗	总是保持低位
表现	应该很高
过程截止日期	进程/任务应在指定时间内完成。
制造成本	应该保持。
工程成本	它是硬件和软件编辑测试调试的成本。
尺寸	大小在内存RAM / ROM /闪存/物理存储器方面定义。
原型	它是开发一个系统和测试它所花费的总时间。
安全	系统安全应像手机锁定一样，用户安全像发动机打破安全措施必须采取
维护	必须采取适当的维护系统，以避免系统故障。
上市时间	指的是开发出来的产品/系统投入市场所花的时间。

嵌入式软件开发过程活动

嵌入式软件开发过程活动主要包括以下内容。

规格

要进行适当的规格，以便使用该产品的客户可以通过产品的规格并使用它而不会混淆。设计师主要专注于硬件，设计约束，生命周期，结果系统行为等规范。

建筑学

指定了硬件和软件架构图层。

组件

在这一层中，完成组件设计。组件如单处理器，内存- RAM/ROM，外围设备，总线等。

系统集成

在该图层中，所有组件都集成到系统中并测试其是否会议设计师，期望。

嵌入式系统设计中的挑战

在设计任何嵌入式系统时，设计师面临着如下挑战，

• 环境适应性
• 能量消耗
• 占领区
• 包装和整合
• 更新硬件和软件
• 安全
• 设计师面临各种挑战，同时测试设计如嵌入式硬件测试、验证阶段、验证可维护性。

嵌入式系统设计实例

• 自动巧克力自动售货机（ACVM）
• 数码相机
• 智能卡
• 手机
• 移动计算机..etc。

自动巧克力自动售货机（ACVM）

ACVM的设计功能是每当儿童将硬币插入ACVM时为孩子提供巧克力。

设计步骤

设计步骤主要包括以下内容。

1. 要求
2. 规格
3. 硬件和软件功能。

要求

当孩子将硬币插入机器并选择他想要购买的特定巧克力。

输入

• 硬币，用户选择。
• 只要插入硬币，在每个端口都会生成中断。
• 将单独的通知发送到每个端口。

输出

• 巧克力
• 退款
• LCD上显示消息，如日期，时间，欢迎消息。

系统功能

• 使用图形用户界面，将孩子的子命令用于孩子想要购买的系统。
• 其中图形用户界面有一个LCD，键盘，触摸屏。
• 如果插入的硬币超过所选巧克力的实际成本，该机器将巧克力插入硬币时。ACVM机退还退款。
• 使用通用同步总线，ACVM的所有者可以跟踪客户端位置。

设计指标

功耗

设计应根据显示器的大小和机械部件进行。

过程截止日期

必须设置Timmer，以便每当孩子插入硬币时，ACVM必须在几秒钟内响应，在几秒钟内交付巧克力并在多余的情况下退款。
例如，如果响应时间是10秒，那么ACVM应该在孩子插入硬币并要求购买巧克力后的10秒内发送巧克力并退还超过10秒的钱。

规格

从下面的ACVM系统，当孩子插入硬币时。根据呈现的端口，Port1，Port2，Port5进行隔离。在接收硬币上，端口生成中断，将发送此中断以读取金额值并增加。

这里存在的LCD显示了成本，时间，欢迎的消息。收集巧克力的港口交付存在。

硬件

ACVM硬件架构具有以下硬件规格

• 微控制器8051.
• 64 KB RAM和8MB ROM
• 64kb Flash内存
• 键盘
• 机械硬币分拣机
• 巧克力渠道
• 硬币渠道
• USB无线调制解调器
• 电源供应

软件ACVM

许多程序必须被编写，以便在需要时在RAM /ROM中重新编程，比如，

• 增加巧克力价格
• 更新消息显示在LCD上
• 机器功能的变化。

嵌入式系统是硬件+软件的组合，以执行特定功能。有两种类型的微处理器和微控制器。在设计嵌入式系统时，某些设计约束和规格是考虑的，因此开发人员可以满足客户的期望并按时交付。嵌入式系统的应用设计ACVM在此内容中解释。这是一个问题在设计嵌入式系统时环境限制的原因是什么？