임베디드 시스템은 다른 많은 전자 장치를 제어하는 컨트롤러입니다. 임베디드 하드웨어와 소프트웨어의 조합입니다. 임베디드 시스템에는 두 가지 유형이 있습니다. 마이크로 프로세서 과 마이크로 컨트롤러 . 마이크로 프로세서는 von Neumann 모델 / 아키텍처 (프로그램 + 데이터가 동일한 메모리 위치에 있음)를 기반으로하며, 외부 프로세서 및 주변 장치가 인터페이스되는 컴퓨터 시스템의 중요한 부분입니다. 더 많은 면적을 차지하고 더 많은 전력을 소비합니다. 마이크로 프로세서의 응용은 개인용 컴퓨터입니다. 이 기사에서는 임베디드 시스템 설계와 관련된 단계에 대해 설명합니다.
임베디드 시스템 디자인이란 무엇입니까?
정의: 더 넓은 영역의 특정 기능을 위해 하드웨어와 소프트웨어를 함께 내장하여 설계된 시스템이 내장형 시스템 설계입니다. 임베디드 시스템 설계에서 마이크로 컨트롤러는 중요한 역할을합니다. 마이크로 컨트롤러는 Harvard 아키텍처를 기반으로하며 임베디드 시스템의 중요한 구성 요소입니다. 외부 프로세서, 내부 메모리 및 I / O 구성 요소는 마이크로 컨트롤러와 인터페이스됩니다. 더 적은 면적과 더 적은 전력 소비를 차지합니다. 마이크로 컨트롤러의 적용은 MP3, 세탁기입니다.
임베디드 디자인
임베디드 시스템의 유형
임베디드 시스템의 요소
- 프로세서
- 마이크로 프로세서
- 마이크로 컨트롤러
- 디지털 신호 프로세서.
임베디드 시스템 설계 프로세스의 단계
의 다른 단계임베디드 시스템 설계 흐름 / 흐름도다음을 포함하십시오.
임베디드 디자인 – 프로세스 – 단계
추출
이 단계에서는 시스템과 관련된 문제가 추상화됩니다.
하드웨어 – 소프트웨어 아키텍처
설계 프로세스를 시작하기 전에 알아야 할 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 적절한 지식.
추가 기능적 속성
구현할 추가 기능은 기본 설계에서 완전히 이해해야합니다.
시스템 관련 설계 제품군
시스템을 설계 할 때 이전 시스템 관련 설계 제품군을 참조해야합니다.
모듈 식 디자인
나중에 필요할 때 사용할 수 있도록 별도의 모듈 설계를 만들어야합니다.
매핑
소프트웨어 매핑을 기반으로 수행됩니다. 예를 들어, 데이터 흐름과 프로그램 흐름이 하나로 매핑됩니다.
사용자 인터페이스 디자인
사용자 인터페이스 디자인에서는 사용자 요구 사항, 환경 분석 및 시스템 기능에 따라 다릅니다. 예를 들어, 휴대폰에서 휴대폰의 전력 소비를 줄이려면 다른 매개 변수를 처리하여 전력 소비를 줄일 수 있습니다.
정제
모든 구성 요소와 모듈은 소프트웨어 팀이 이해할 수 있도록 적절하게 조정되어야합니다.
아키텍처 설명 언어는 소프트웨어 설계를 설명하는 데 사용됩니다.
- 제어 계층
- 구조 분할
- 데이터 구조 및 계층
- 소프트웨어 절차.
임베디드 시스템 설계 소프트웨어 개발 프로세스 활동
시스템이 제대로 작동하도록 설계하는 데 필요한 다양한 설계 메트릭이 있습니다.
| 설계 지표 / 임베디드 시스템의 설계 매개 변수
| 함수 |
전력 소모 | 항상 낮게 유지 |
공연 | 높아야합니다 |
프로세스 마감 | 프로세스 / 작업은 지정된 시간 내에 완료되어야합니다. |
제조 비용 | 유지되어야합니다. |
엔지니어링 비용 | 하드웨어 및 소프트웨어의 편집-테스트-디버그 비용입니다. |
크기 | 크기는 메모리 RAM / ROM / 플래시 메모리 / 물리적 메모리 측면에서 정의됩니다. |
원기 | 시스템을 개발하고 테스트하는 데 걸리는 총 시간입니다. |
안전 | 폰 잠금과 같은 시스템 안전을 취하고 엔진 고장과 같은 사용자 안전을 취해야합니다. |
유지 | 시스템 오류를 방지하려면 시스템을 적절히 유지 관리해야합니다. |
시장 출시 시간 | 개발 된 제품 / 시스템이 시장에 출시되는 데 걸리는 시간입니다. |
임베디드 소프트웨어 개발 프로세스 활동
임베디드 소프트웨어 개발 프로세스 활동에는 주로 다음이 포함됩니다.
명세서
제품을 사용하는 고객이 제품의 사양을 검토하여 혼동없이 사용할 수 있도록 적절한 사양을 작성하여야합니다. 설계자는 주로 하드웨어, 설계 제약, 수명주기, 결과 시스템 동작과 같은 사양에 중점을 둡니다.
건축물
하드웨어 및 소프트웨어 아키텍처 계층이 지정됩니다.
구성품
이 레이어에서 구성 요소 설계가 완료됩니다. 단일 프로세스 프로세서, 메모리-RAM / ROM, 주변 장치, 버스 등의 구성 요소.
시스템 통합
이 계층에서는 모든 구성 요소가 시스템에 통합되고 설계자, 기대치를 충족하는지 여부를 테스트합니다.
임베디드 시스템 설계의 과제
임베디드 시스템을 설계하는 동안 설계자는 다음과 같은 많은 과제에 직면합니다.
- 환경 적응성
- 전력 소비
- 점유 면적
- 패키징 및 통합
- 하드웨어 및 소프트웨어에서 업데이트
- 보안
- 임베디드 하드웨어와 같은 디자인을 테스트하는 동안 디자이너가 직면하는 다양한 문제가 있습니다. 테스트 , 검증 단계, 검증 유지 보수 가능성.
임베디드 시스템 설계 예
- 초콜릿 자동 판매기 (ACVM)
- 디지털 카메라
- 스마트 카드
- 휴대폰
- 모바일 컴퓨터 .. 등.
초콜릿 자동 판매기 (ACVM)
ACVM의 디자인 기능은 아이가 ACVM에 동전을 넣을 때마다 아이에게 초콜릿을 제공하는 것입니다.
디자인 단계
설계 단계에는 주로 다음이 포함됩니다.
- 요구 사항
- 명세서
- 하드웨어 및 소프트웨어 기능.
요구 사항
어린이가 기계에 동전을 넣고 구매하고 싶은 초콜릿을 고를 때.
입력
- 코인, 사용자 선택.
- 코인이 삽입 될 때마다 각 포트에서 인터럽트가 발생합니다.
- 각 포트에 별도의 알림이 전송됩니다.
출력
- 초콜릿
- 환불금
- 날짜, 시간, 환영 메시지와 같은 메시지가 LCD에 표시됩니다.
시스템 기능
- 그래픽 사용자 인터페이스를 사용하여 자녀는 자녀가 구입하려는 초콜릿을 시스템에 명령합니다.
- 그래픽 사용자 인터페이스에 LCD, 키패드, 터치 스크린이있는 경우.
- 투입된 코인이 선택한 초콜릿의 실제 가격을 초과하면 어린이가 코인을 투입하면 기계가 초콜릿을 배달합니다. ACVM 기계는 환불을 환불합니다.
- 범용 동기 버스를 사용하여 ACVM 소유자는 클라이언트 위치를 추적 할 수 있습니다.
디자인 지표
전력 소모
디스플레이 크기 및 기계 구성 요소에 따라 설계해야합니다.
프로세스 마감
아이가 코인을 넣을 때마다 ACVM이 초콜릿을 전달하고 초과 할 경우 환불하는 데 몇 초 이내에 응답하도록 Timmer를 설정해야합니다.
예를 들어, 응답 시간이 10 초인 경우 ACVM은 어린이가 동전을 넣고 초콜릿을 요청하자마자 10 초 이내에 초콜릿을 배달하고 초과하면 환불해야합니다.
명세서
아래 ACVM 시스템에서 아이가 동전을 넣을 때. 코인은 제시된 포트 (Port1, Port2, Port5)에 따라 분리됩니다. 코인을 받으면 포트에 의해 인터럽트가 생성되고,이 인터럽트는 양 값을 읽고 증가하도록 전송됩니다.
자동 – 초콜릿 – 자판기 – 기계
여기에있는 LCD는 비용, 시간, 환영 등의 메시지를 표시합니다. 초콜릿을 수집하는 항구 배달이 존재합니다.
하드웨어
ACVM 하드웨어 아키텍처에는 다음과 같은 하드웨어 사양이 있습니다.
- 마이크로 컨트롤러 8051
- 64KB RAM 및 8MB ROM
- 64KB 플래시 메모리
- 키패드
- 기계식 동전 분류기
- 초콜릿 채널
- 코인 채널
- USB 무선 모뎀
- 전원 공급
ACVM의 소프트웨어
많은 프로그램을 작성해야 RAM / ROM에 필요할 때 다시 프로그래밍 할 수 있습니다.
하드웨어 아키텍처 블록 다이어그램 활성
- 초콜릿 가격 인상
- LCD에 표시 할 메시지 업데이트
- 기계의 기능 변경.
임베디드 시스템은 특정 기능을 수행하기위한 하드웨어 + 소프트웨어의 조합입니다. 마이크로 프로세서와 마이크로 컨트롤러에는 두 가지 유형이 있습니다. 임베디드 시스템을 설계하는 동안 개발자가 고객의 기대를 충족하고 적시에 제공 할 수 있도록 특정 설계 제약 및 사양을 고려해야합니다. 임베디드 시스템의 응용 디자인 ACVM은이 내용에서 설명했습니다. 임베디드 시스템을 설계하는 동안 환경 적 제약의 원인은 무엇입니까?
