O que é projeto de sistema embutido: etapas no processo de projeto

Um sistema integrado é um controlador que controla muitos outros dispositivos eletrônicos. É uma combinação de hardware e software integrados. Existem dois tipos de sistemas embarcados microprocessadores e microcontrolador . O microprocessador é baseado no modelo / arquitetura de von Neumann (em que programa + dados residem no mesmo local de memória), é uma parte importante do sistema de computador, onde processadores externos e periféricos fazem interface com ele. Ocupa mais área e tem maior consumo de energia. A aplicação do microprocessador é em computadores pessoais. Este artigo discute as etapas que envolvem o design de sistemas embarcados.

O que é um design de sistema incorporado?

Definição: Um sistema projetado com a incorporação de hardware e software juntos para uma função específica com uma área maior é o projeto de sistema embarcado. No projeto de sistema embarcado, um microcontrolador desempenha um papel vital. O microcontrolador é baseado na arquitetura Harvard, é um componente importante de um sistema embarcado. Processador externo, memória interna e componentes de E / S têm interface com o microcontrolador. Ocupa menos área, menos consumo de energia. A aplicação de microcontroladores é MP3, máquinas de lavar.

Design Embutido

Tipos de sistemas embarcados

• Estar sozinho Sistema Embutido
• Sistema Integrado em Tempo Real
• Dispositivos em rede
• Dispositivos móveis

Elementos de sistemas embarcados

• Processador
• Microprocessador
• Microcontrolador
• Processador de sinal digital.

Etapas no processo de design de sistema incorporado

As diferentes etapas dodiagrama de fluxo / fluxo de projeto de sistema embarcadoinclui o seguinte.

Design integrado - processo - etapas

Abstração

Nesta fase o problema relacionado ao sistema é abstraído.

Hardware - Arquitetura de Software

Deve-se conhecer o conhecimento adequado de hardware e software antes de iniciar qualquer processo de design.

Propriedades Extra Funcionais

As funções extras a serem implementadas devem ser compreendidas completamente a partir do projeto principal.

Família de Design Relacionada ao Sistema

Ao projetar um sistema, deve-se consultar uma família de projetos anterior relacionada ao sistema.

Design modular

Projetos de módulo separados devem ser feitos para que possam ser usados ​​posteriormente, quando necessário.

Mapeamento

Com base no mapeamento de software é feito. Por exemplo, o fluxo de dados e o fluxo do programa são mapeados em um.

Design da interface do usuário

No design da interface do usuário, depende dos requisitos do usuário, da análise do ambiente e da função do sistema. Por exemplo, em um telefone celular, se queremos reduzir o consumo de energia dos telefones celulares, cuidamos de outros parâmetros, para que o consumo de energia possa ser reduzido.

Refinamento

Cada componente e módulo deve ser refinado adequadamente para que a equipe de software possa entender.

A linguagem de descrição arquitetônica é usada para descrever o design do software.

• Hierarquia de controle
• Partição de estrutura
• Estrutura e hierarquia de dados
• Procedimento de software.

Atividades de processo de desenvolvimento de software de projeto de sistema incorporado

Existem várias métricas de projeto necessárias para projetar qualquer sistema para funcionar corretamente, elas são

Atividades de processo de desenvolvimento de software embarcado

As atividades do processo de desenvolvimento de software embutido incluem principalmente o seguinte.

Especificações

As especificações adequadas devem ser feitas para que o cliente que usa o produto possa percorrer as especificações do produto e usá-lo sem qualquer confusão. Os designers se concentram principalmente em especificações como hardware, restrições de design, período do ciclo de vida, comportamento do sistema resultante.

Arquitetura

Camadas de arquitetura de hardware e software são especificadas.

Componentes

Nesta camada, o design dos componentes é feito. Componentes como processador de processo único, memórias-RAM / ROM, dispositivos periféricos, barramentos ... etc.

Integração do Sistema

Nesta camada, todos os componentes são integrados ao sistema e testados se seus projetistas atendem às expectativas.

Desafios no projeto de sistema incorporado

Ao projetar qualquer sistema embarcado, os designers enfrentam muitos desafios como os seguintes,

• Adaptabilidade do ambiente
• Consumo de energia
• Área ocupada
• Embalagem e integração
• Atualização de hardware e software
• Segurança
• Existem vários desafios que os designers enfrentam ao testar o design, como hardware integrado testando , Etapa de verificação, Manutenção de validação.

Exemplos de design de sistema incorporado

• Máquina automática de venda de chocolate (ACVM)
• Câmera digital
• Cartão inteligente
• Celular
• Computador móvel ... etc.

Máquina Automática de Venda de Chocolate (ACVM)

A função de design do ACVM é fornecer chocolate à criança sempre que ela inserir uma moeda no ACVM.

Etapas do Projeto

As etapas de design incluem principalmente o seguinte.

1. Requisitos
2. Especificações
3. Hardware e software funcionando.

Requisitos

Quando uma criança insere uma moeda na máquina e seleciona o chocolate específico que deseja comprar.

Entradas

• Moedas, seleção do usuário.
• Uma interrupção é gerada em cada porta sempre que uma moeda é inserida.
• Uma notificação separada é enviada para cada porta.

Saídas

• Chocolate
• Reembolso
• Uma mensagem é exibida no LCD como data, hora e mensagem de boas-vindas.

Função do Sistema

• Usando uma interface gráfica de usuário, a criança comanda para o sistema qual chocolate a criança deseja comprar.
• Onde a interface gráfica do usuário tem um LCD, teclado, tela sensível ao toque.
• A máquina entrega o chocolate quando a criança insere a moeda, se as moedas inseridas excederem o custo real do chocolate selecionado. A máquina ACVM devolve o dinheiro.
• Usando um barramento síncrono universal, o proprietário da ACVM pode rastrear a localização do cliente.

Design Metrics

Dissipação de energia

O design deve ser feito de acordo com o tamanho da tela e os componentes mecânicos.

Prazo do Processo

O cronômetro deve ser configurado, de forma que sempre que a criança inserir a moeda a ACVM responda em poucos segundos entregando os chocolates e devolvendo o excesso.
Por exemplo, se o tempo de resposta for de 10 segundos, a ACVM deve entregar o chocolate e devolver o dinheiro em excesso em 10 segundos, assim que a criança inserir a moeda e solicitar o chocolate.

Especificações

Do sistema ACVM abaixo, quando a criança insere a moeda. As moedas são segregadas de acordo com as portas apresentadas, Porta1, Porta2, Porta5. Ao receber a moeda, uma interrupção é gerada pela porta, esta interrupção é enviada para ler o valor da quantidade e aumentar.

automática - chocolate - vending - máquina

Um LCD presente aqui exibe mensagens como custo, tempo, boas-vindas ... etc. Existe uma porta de entrega onde os chocolates são coletados.

Hardware

A arquitetura de hardware ACVM tem as seguintes especificações de hardware

• Microcontrolador 8051
• 64 KB de RAM e 8 MB de ROM
• 64 KB de memória Flash
• Teclado
• Classificador mecânico de moedas
• Canal de chocolate
• Canal de moedas
• Modem USB sem fio
• Fonte de energia

Software de ACVM

Muitos programas devem ser escritos para que possam ser reprogramados quando necessário em RAM / ROM, como,

hardware-arquitetura-bloco-diagrama-de-ativo

• Aumento no preço do chocolate
• Atualizando mensagens a serem exibidas no LCD
• Mudança nas características da máquina.

Um sistema incorporado é uma combinação de hardware + software para executar uma função específica. Existem dois tipos de microprocessadores e microcontroladores. Ao projetar um sistema embarcado, certas restrições e especificações de projeto devem ser consideradas, para que o desenvolvedor possa atender às expectativas do cliente e entregar no prazo. Uma aplicação do sistema Embedded Projeto ACVM explicado neste conteúdo. Aqui está uma pergunta: qual é a causa das restrições ambientais ao projetar um sistema embarcado?